多车型车辆调度问题的优化模型

作者:邵凯月 丁根宏 田园 刊名:数学的实践与认识 上传者:徐大宇

【摘要】基于第十一届"华为杯"全国研究生数学建模竞赛E题第五问,针对一类多车型多目的地的整车物流运输调度问题,先直接计算完成总任务所需的车辆数来阐明该题的最优解的下界限为113辆,再对原始数据进行预处理,基于对乘用车的分类与排样算法,筛选出每种轿运车的M种装载方案代表,再对目的地位置及结合各目的地的任务需求,确定出3条不绕行路线,根据启发式调整优化算法,并以轿运车使用量最少及总行驶里程最短为优化目标,建立了多目标整数规划模型进行求解,最优可行解为114辆,其中1-1型91辆,1-2型18辆,2-2型5辆.

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第 46卷第 18期 2016年 9月 数学的实践与认识 MATHEM ATICS IN PRACTICE AND THEORY Vol_46,NO.18 Sep.,2016 ,'’'" ’'’-’''、 建 模 i ‘ 。 。 I 。 _ 。 。 ‘ 。 ‘ ‘ ‘ 多车型车辆调度问题的优化模型 邵凯月,丁根宏 ,田 园 (河海大学 理学院,江苏南京 211100) 摘 要:基于第十一届 “华为杯”全 国研究生数学建模竞赛 E题第五问,针对一类 多车型多 目的地 的整车物流运输调度 问题,先直接计算完成总任务所需的车辆数来 阐明该题的最优解的下界 限为 113辆,再对原始数据进行预处理,基于对乘用车的 分类与排样算法,筛选 出每种轿运车的 M 种装载方案代表,再对 目的地位置及 结合 各 目的地 的任务需求,确定出 3条不绕行路线,根据启发式调整优化算法,并 以轿 运车使用量最少及 总行驶里程最短为优化 目标,建立 了多 目标整数规划模型进行求 解,最优可行解为 114辆,其 中 1—1型 91辆,1-2型 18辆,2—2型 5辆. 关键词: 车辆调度 问题;排样算法;启发 式调整优化算法;多 目标整数规划 整车物流指的是按照客户订单对整车快速配送的全过程,物流公司则根据下达的任务制 定运输计划并配送这批乘用车,进而给出其中每一辆轿运车上乘用车的装载方案和 目的地. 随着我国乘用车的整车物流量迅速增长,制定一个最佳的乘用车物流运输计划直接关系到物 流公司的经济收益和发展状况.在确保完成任务的前提下,尽可能的追求降低运输成本.但 由于轿运车、乘用车有多种规格等原 因,当前很多物流公司在制定运输计划时主要依赖调度 人员的经验,在面对复杂的运输任务时,往往效率低下,而且运输成本不尽理想.因此,建立 一 个合理的乘用车物流运输计划的数学模型变得至关重要 -1J_ 整车物流配载在我国刚处于起步阶段,其主要原因是对轿运车的动态配载过程和静态配 载方案的优化方法没有进行系统的研究,缺乏有力的软件工具的支持 _2J. 配载优化 (也可称为装箱问题)是一个典型的 NP.难题,一般地,规模较小的装箱问题采 用最优解算法 而规模较大的采用启发式算法 [ ].多车型车辆 问题的规模相对很大,一 般都采用启发式算法和智能优化算法,比如遗传算法 【 7l、模拟退火算法、禁忌搜索算法、 蚁群算法 Is]、粒子群算法 (。]及一些相结合的混合智能调度算法 [1012]等,寻找在一定程度 上令人满意的解.本文先根据 目的地分布确定行车路径,提出了启发式调整优化算法,对轿运 车的装载和运输模型进行分析研究,通过实例求解说明该算法具有较强的适用性. 收稿日期:2015.12—21 资助项目:中央高校业务费资助项目 (B12020128) 通信作者 2 数 学 的 实 践 与 认 识 46卷 1 问题描述及部分符号说明 1.1 问题描述 轿运车分为三种子型:上、下层各装载 1列乘用车,故记为 1-1型;下、上层分别装载 1、2 列,记为 1-2型;上、下层各装载 2列,记为 2-2型,每辆轿运车可以装载乘用车的最大数量 在 6到 27辆之间.附件的表 1给出了物流公司需要运输的乘用车类型 (含序号)、尺寸大小、 数量和 目的地,附件的表 2给出可以调用的轿运车类型 (含序号)、数量和装载区域大小 (表 里数据是下层装载区域 的长和宽,1—1型及 2-2型轿运车上 、下层装载区域相同;1-2型轿运 车上 、下层装载区域长度相同,但上层比下层宽 0.8米.此外 2-2型轿运车因为层高较低

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