不確定信息車輛路徑問題及其智能算法研究

前言

　　隨著全球市場(chǎng)分工的進(jìn)一步細(xì)化，世界范圍內(nèi)貿(mào)易的頻率與數(shù)量都呈現(xiàn)出顯著增長，物流效率成為甄別一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率的重要指標(biāo)之一。車輛路徑問題是物流運(yùn)輸系統(tǒng)的核心組件，由于其研究方法及成果可直接應(yīng)用于組合優(yōu)化領(lǐng)域，因而自誕生之日起就得到了理論與實(shí)務(wù)界的廣泛關(guān)注，取得了大量的成果。但由于時(shí)代經(jīng)濟(jì)與信息處理技術(shù)的限制，這些研究大多是確定型模型，即假設(shè)在安排車輛路徑之前，已經(jīng)知道并且確定所有的相關(guān)信息。現(xiàn)今，社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的環(huán)境較從前發(fā)生了巨大變化。一方面，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻率大大增加，伴隨著大量的不確定信息；另一方面，通信及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展不僅使社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序避免了因不確定信息的泛濫而可能引發(fā)的混亂，而且進(jìn)一步促使人們利用這些不確定信息創(chuàng)造更多的財(cái)富。可以說，對(duì)不確定信息的處理策略及技術(shù)手段直接決定了經(jīng)濟(jì)實(shí)體的效率、贏利水平。針對(duì)這一新情況的產(chǎn)生、發(fā)展，本書對(duì)不確定信息車輛路徑進(jìn)行研究。　　全書共8章。第1章為緒論，闡述了本書的研究背景和意義，介紹了本書的研究方法和思路以及各章的基本內(nèi)容。第2章介紹車輛路徑問題相關(guān)理論知識(shí)，分析車輛路徑問題的內(nèi)涵、特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及相應(yīng)的各種數(shù)學(xué)模型、優(yōu)化方法，概述不確定信息車輛路徑問題相關(guān)研究成果。第3章介紹了求解車輛路徑問題的各類啟發(fā)式算法的研究現(xiàn)狀，并提出新的改良算法，即最大熵分布估計(jì)算法、自感應(yīng)蟻群算法和混合粒子群算法，進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析與證明，為處理復(fù)雜的不確定信息車輛路徑問題提供必要的數(shù)學(xué)求解工具。第4章集中研究了隨機(jī)需求車輛路徑問題、隨機(jī)顧客車輛路徑問題以及同時(shí)供貨和取貨的隨機(jī)車輛路徑問題。第5章以車輛模糊行駛時(shí)問和顧客模糊預(yù)約時(shí)間為信息參量，分析了模糊車輛路徑問題。第6章研究動(dòng)態(tài)旅行修理員問題，闡述了動(dòng)態(tài)車輛路徑問題實(shí)現(xiàn)的技術(shù)支持單元以及動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)生成的方法。第7章研究更具現(xiàn)實(shí)意義的滿載有時(shí)間窗動(dòng)態(tài)車輛路徑問題，闡明物流企業(yè)對(duì)新信息的處理方法，提出動(dòng)態(tài)車輛路徑問題優(yōu)化的分置策略。在上述理論的基礎(chǔ)上，以VB為開發(fā)語言，開發(fā)出具有windows圖形界面的動(dòng)態(tài)車輛路徑規(guī)劃系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在電子地圖上動(dòng)態(tài)顯示出車輛的行駛路線及當(dāng)前位置，可根據(jù)動(dòng)態(tài)信息的變化確定最優(yōu)路徑并顯示輸出。第8章總結(jié)了本書的研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)，并對(duì)未來研究進(jìn)行了展望。

內(nèi)容概要

本書以現(xiàn)代物流的新現(xiàn)象——不確定信息車輛路徑問題為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析該類問題特征及其求解算法，以現(xiàn)代管理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)為指導(dǎo)思想，構(gòu)建新的隨機(jī)車輛路徑、模糊車輛路徑、動(dòng)態(tài)車輛路徑模型，深入分析車輛路徑問題各類求解算法的原理及改進(jìn)思想，在此基礎(chǔ)上提出最大熵分布估計(jì)算法、自感應(yīng)蟻群算法、混合粒子群算法等新型智能優(yōu)化算法，求解不確定信息車輛路徑問題。研究表明，新的求解方法對(duì)不確定信息車輛路徑規(guī)劃具有明顯的優(yōu)化作用，它的導(dǎo)人對(duì)豐富物流學(xué)理論、提高我國物流企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。    本書適用于管理科學(xué)與工程、工商管理等經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)教學(xué)、科研人員，也可供從事物流管理工作的政府經(jīng)濟(jì)部門和企事業(yè)單位管理人員閱讀和參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論  1.1 研究背景和意義  1.2 研究方法和思路  1.3 主要研究內(nèi)容第2章 車輛路徑問題相關(guān)理論概述  2.1 VRP要素分析  2.2 不確定信息車輛路徑問題的特征及要素  2.3 小結(jié)第3章 求解車輛路徑問題的各類啟發(fā)式算法  3.1 引言  3.2 20世紀(jì)70—90年代產(chǎn)生的智能算法  3.3 20世紀(jì)90年代后產(chǎn)生的智能算法  3.4 小結(jié)第4章 非實(shí)時(shí)UIVRP Ⅰ：隨機(jī)車輛路徑問題  4.1 引言  4.2 VRPSD  4.3 VRPSC  4.4 VRPSDP  4.5 小結(jié)第5章 非實(shí)時(shí)UIVRP Ⅱ：模糊車輛路徑問題  5.1 引言  5.2 FVRP的描述與模型構(gòu)建  5.3 試驗(yàn)分析  5.4 小結(jié)第6章 實(shí)時(shí)UIVRP置：動(dòng)態(tài)旅行修理員問題  6.1 引言  6.2 DTRP的體系結(jié)構(gòu)  6.3 動(dòng)態(tài)度與動(dòng)態(tài)強(qiáng)度  6.4 動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)的生成  6.5 仿真試驗(yàn)  6.6 小結(jié)第7章 實(shí)時(shí)UIVRP Ⅱ：有時(shí)間窗動(dòng)態(tài)車輛路徑問題  7.1 引言  7.2 DVRPTW的描述  7.3 動(dòng)態(tài)顧客生成的新模型  7.4 DVRPTW的優(yōu)化算法  7.5 隨機(jī)試驗(yàn)及分析  7.6 小結(jié)第8章 結(jié)論與展望  8.1 主要結(jié)論  8.2 研究展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在對(duì)現(xiàn)代物流問題的眾多研究中，車輛路徑問題（vehicle routing problem，VRP）是最為引人注目的問題之一，一直是運(yùn)籌學(xué)與組合優(yōu)化領(lǐng)域的前沿與研究熱點(diǎn)問題。這一方面是由于VRP的理論涉及多學(xué)科，很多實(shí)際問題的理論抽象都可歸結(jié)于這一類問題，其研究成果可以廣泛服務(wù)于運(yùn)籌學(xué)、物流科學(xué)、交通運(yùn)輸工程、管理科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、圖論與網(wǎng)絡(luò)分析等領(lǐng)域，具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景；另一方面是由于隨著我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷完善，國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行逐步與國際接軌，近年來，石油價(jià)格不斷上漲（2010年5月7日，紐約證券交易所報(bào)價(jià)為77美元／桶），大大提高了我國企業(yè)的經(jīng)營成本，對(duì)物流系統(tǒng)構(gòu)成了越來越大的壓力，控制運(yùn)輸成本已成為企業(yè)急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。在這種背景下，對(duì)VRP問題進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究，不僅可以拓寬VRP的應(yīng)用領(lǐng)域，而且可以為我國物流配送、交通運(yùn)輸?shù)绕髽I(yè)（組織）改進(jìn)運(yùn)輸管理水平，以及提高運(yùn)輸效益提供重要的理論依據(jù)?！　≡谝酝难芯恐?，人們一般假定在構(gòu)造路徑之前，所有的信息（包括顧客信息、車輛信息、路況信息和路徑制定者信息）都是確定的，路徑制定者對(duì)所有信息掌握在胸，并且信息均與時(shí)間無關(guān)。在這樣的假定下，安排的路徑也是相對(duì)固定的，因而這類車輛路徑問題被稱為確定型VRP。但是，客觀世界存在著大量不確定性，反映在VRP中，可能會(huì)出現(xiàn)不確定的運(yùn)輸需求、不確定的顧客需求時(shí)間、交通擁擠、車輛故障等情況，這些不確定信息隨著時(shí)間的推移會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)，需要適時(shí)改變車輛的運(yùn)行路線，對(duì)已安排好的車輛路徑進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

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