混合模因算法求解软集群容量约束弧路径问题

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作者 寇亚文 周扬名 王喆 《应用科学学报》 北大核心 2025年第2期274-287,共14页

软集群容量约束弧路径问题是经典的容量约束弧路径问题的一种扩展。由于其NP-hard特性,求解它在计算上具有挑战性。针对该问题,本文提出一种有效的混合模因算法(hybrid memetic algorithm,HMA)。该算法集成了3个独特的算法组件:基于组... 软集群容量约束弧路径问题是经典的容量约束弧路径问题的一种扩展。由于其NP-hard特性,求解它在计算上具有挑战性。针对该问题,本文提出一种有效的混合模因算法(hybrid memetic algorithm,HMA)。该算法集成了3个独特的算法组件:基于组匹配的交叉操作来产生有希望的子代解、双层变邻域搜索执行局部优化以及考虑解的质量和距离的种群更新以维持一个高质量的种群。实验结果表明,HMA在求解质量和计算时间上均优于现有精确算法。 展开更多

关键词 弧路径问题 组合优化 进化计算 模因算法 变邻域搜索

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带有异质固定车队的能力约束弧路径问题 被引量：3

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作者 刘天堂 江志斌 +2 位作者 耿娜 刘冉 刘树军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1759-1763,共5页

研究了带有异质固定车队的能力约束弧路径问题(CARP).为了在可接受时间里求得较理想的解,提出了基于Route-First,Cluster-Second思想的两阶段启发式算法,并使用局域搜索(LS)和加强的局域搜索(ELS)进行改善.基于标准CARP算例生成了HFFCAR... 研究了带有异质固定车队的能力约束弧路径问题(CARP).为了在可接受时间里求得较理想的解,提出了基于Route-First,Cluster-Second思想的两阶段启发式算法,并使用局域搜索(LS)和加强的局域搜索(ELS)进行改善.基于标准CARP算例生成了HFFCARP测试数据,算法结果表明了LS和ELS的有效性,且ELS具有更好的效果. 展开更多

关键词 能力约束弧路径问题 异质固定车队 启发式算法 加强的局域搜索

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加强的混合遗传算法求解能力约束弧路径问题 被引量：2

3

作者 刘天堂 江志斌 +1 位作者 胡鸿韬 刘冉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期619-625,共7页

为了在可接受的时间里求解具有NP-hard性质的能力约束弧路径问题(CARP),提出了加强的混合遗传算法(EHGA).该算法是在遗传算法框架里嵌入加强的局域搜索算子来强化搜索,充分发挥了遗传算法的全局搜索能力和加强的局域搜索算子的局域搜索... 为了在可接受的时间里求解具有NP-hard性质的能力约束弧路径问题(CARP),提出了加强的混合遗传算法(EHGA).该算法是在遗传算法框架里嵌入加强的局域搜索算子来强化搜索,充分发挥了遗传算法的全局搜索能力和加强的局域搜索算子的局域搜索能力.同时,在进行种群替代时,二元锦标赛替代被提出,并使用了种群管理来保持种群的多样性.测试了标准CARP算例,并给出了算法效果比较.结果表明,加强的混合遗传算法胜出一般的Memetic算法,是有效的求解CARP的方法. 展开更多

关键词 能力约束弧路径问题 元启发式算法 混合遗传算法 二元锦标赛替代

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求解带能力约束车辆路径优化问题的改进模拟退火算法 被引量：25

4

作者 尚正阳 顾寄南 王建平 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期2260-2269,共10页

为高效求解带能力约束的车辆路径优化问题,提出一种带有回火操作的改进模拟退火算法。解析多约束条件下的路径优化特点,构建了结构简单且功能模块相对独立的模拟退火框架,以便相关约束及其算法的耦合嵌套。在此基础上,改变较优解在迭代... 为高效求解带能力约束的车辆路径优化问题,提出一种带有回火操作的改进模拟退火算法。解析多约束条件下的路径优化特点,构建了结构简单且功能模块相对独立的模拟退火框架,以便相关约束及其算法的耦合嵌套。在此基础上,改变较优解在迭代过程中的接受规则,引入回火操作使全局搜索与局部搜索实现平衡;设计强制的随机邻域变换策略,以提高多约束条件下的新解生成质量。结合初始解生成方法,构建了整体算法。通过不同类型算例的对比实验表明,所提算法具有优越的求解性能,相应的求解框架与优化方法研究,能够为相关的多约束耦合求解提供参考。 展开更多

关键词 车辆路径优化问题 模拟退火算法 多约束耦合求解 邻域变换

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利用带感知能力的粒子群算法求解约束优化问题 被引量：3

5

作者 顾宏杰 许力 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第1期85-88,96,共5页

提出一种求解约束优化问题的改进粒子群优化算法。它利用可行性判断规则处理约束条件,更新个体最优解和全局最优解。通过为粒子赋予自适应感知能力,算法能较好地平衡全局和局部搜索,且有能力跳出局部极值,防止早熟。边界附近粒子的感知... 提出一种求解约束优化问题的改进粒子群优化算法。它利用可行性判断规则处理约束条件,更新个体最优解和全局最优解。通过为粒子赋予自适应感知能力,算法能较好地平衡全局和局部搜索,且有能力跳出局部极值,防止早熟。边界附近粒子的感知结果被用来修正其飞行速度以加强算法对约束边界的搜索。实验结果表明,新算法收敛速度快,寻优能力强,能很好地求解约束优化问题。 展开更多

关键词 约束优化问题 粒子群优化 自适应感知能力 约束边界

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有能力约束回收车辆路径问题的食物链算法 被引量：1

6

作者 陈可嘉 于先康 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第20期267-270,共4页

介绍了有能力约束逆向物流回收车辆路径问题,设计了求解有能力约束逆向物流回收车辆路径问题的食物链算法;选取文献典型算例进行了仿真求解及比较分析,结果表明设计的食物链算法性能优于遗传算法、粒子群算法和量子进化算法。

关键词 逆向物流 有能力约束车辆路径问题 食物链算法

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同时配送和回收需求的带容量约束弧路径问题 被引量：4

7

作者 孙锡梅 林丹 黄庆伟 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第A01期62-65,共4页

提出了一种同时配送和回收需求的带容量约束的弧路径问题(CARPSPD),建立了该问题的基于直观描述的数学模型,设计了求解该问题的构造启发式算法与变邻域搜索算法。前者利用基于路径扫描的构造方法产生弱可行解,再转换成强可行解;后者采用... 提出了一种同时配送和回收需求的带容量约束的弧路径问题(CARPSPD),建立了该问题的基于直观描述的数学模型,设计了求解该问题的构造启发式算法与变邻域搜索算法。前者利用基于路径扫描的构造方法产生弱可行解,再转换成强可行解;后者采用5种邻域结构混合进行局部搜索,并采用了一种分层的局部搜索策略,扩大了算法的搜索空间。两种算法在23个基准数据集上的求解结果表明,变邻域搜索算法在稳定性与解的质量等方面都优于构造启发式算法,能更有效地求解CARPSPD。 展开更多

关键词 带容量约束弧路径问题 同时配送和回收 启发式算法 变邻域搜索 混合局部搜索 分层搜索

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考虑个体客户满意度的多车程生鲜品配送路径优化 被引量：2

8

作者 王能民 梁馨月 +1 位作者 张萌 何正文 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第4期14-20,I0001,共8页

随着生鲜电商的兴起,生鲜品的道路运输量越来越大,其配送任务越来越复杂,提升客户满意度是生鲜品配送的重要目标组成。文章以一个具有配送自主权的生鲜品供应商为研究对象,以整个计划周期内生鲜品配送的车辆运输成本最小及客户满意度最... 随着生鲜电商的兴起,生鲜品的道路运输量越来越大,其配送任务越来越复杂,提升客户满意度是生鲜品配送的重要目标组成。文章以一个具有配送自主权的生鲜品供应商为研究对象,以整个计划周期内生鲜品配送的车辆运输成本最小及客户满意度最大为双目标,且客户满意度从顾客的个体视角考虑,构建双目标多车程带时间窗及考虑订单打包时间的车辆路径优化模型。基于ε-约束方法,设计了两阶段变邻域搜索(VNS)和模拟退火(SA)相结合的元启发式算法,基于车辆构造初始路线,并针对性地提出了3点改进措施,包括通过数学性质推导下界、减少求解过程中不必要的搜索空间以及规避求解过程中被支配解的后优化处理。最后,以Solomon标准算例为基础构造算例对所设计的算法进行了计算实验,其求解结果表明:其设计的算法具有有效性,并通过敏感性分析得出相关管理启示。 展开更多

关键词 个体客户满意度 生鲜品配送 车辆路径问题 双目标优化 ε-约束法

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带有随机运输时间和成本的4PL路径优化问题 被引量：13

9

作者 黄敏 任亮 王兴伟 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期82-90,101,共10页

针对复杂多变环境带来的第四方物流(4PL)运输时间和成本的随机性,研究带有随机运输时间和成本的4PL路径优化问题.在总运输成本约束下,以总运输时间最小为目标,建立期望值模型(EVM)以及机会约束规划模型(CCPM).进而,为提高模型求解效率... 针对复杂多变环境带来的第四方物流(4PL)运输时间和成本的随机性,研究带有随机运输时间和成本的4PL路径优化问题.在总运输成本约束下,以总运输时间最小为目标,建立期望值模型(EVM)以及机会约束规划模型(CCPM).进而,为提高模型求解效率以及鲁棒性,将CCPM转化为等价确定性模型(EDM).根据4PL选择路径过程中需要同时选择第三方物流供应商的特点,设计蚁群算法和带有替换策略的改进蚁群算法对模型进行求解.算例分析验证改进算法的有效性,并表明EDM在保证解的鲁棒性的同时保证了较高的求解效率. 展开更多

关键词 第四方物流供应链 路径优化问题 机会约束规划 蚁群算法 鲁棒性

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粒子群算法求解无能力约束生产批量计划问题 被引量：13

10

作者 韩毅 唐加福 +1 位作者 牟立峰 潘震东 《管理科学学报》 CSSCI 北大核心 2008年第5期33-40,共8页

经典的粒子群优化算法是一个在连续的定义域内搜索数值函数极值的有效方法.目前,粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)已经成为优化领域中的一个重要的优化工具,其应用在很多优化问题中都可以见到.虽然粒子群算法的应用范围已... 经典的粒子群优化算法是一个在连续的定义域内搜索数值函数极值的有效方法.目前,粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)已经成为优化领域中的一个重要的优化工具,其应用在很多优化问题中都可以见到.虽然粒子群算法的应用范围已经十分广泛,但是关于应用其求解多级生产批量计划问题(multilevel lot-sizing problem,MLLS)的文章并不多见.文章提出结合遗传算法(genetic algorithm,GA)变异算子的混合粒子群优化算法(hybrid panicle swarmoptimization,HPSO)求解无能力约束装配结构 MLLS 问题.通过实验验证了算法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 粒子群优化算法 多级生产批量计划问题 遗传算法 装配结构 无能力约束

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基于路径模型的区域危险废物管理选址—路径问题优化 被引量：7

11

作者 黄丽霞 赵军 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期2023-2034,共12页

为了从宏观角度最优化配置规划期内系统的废物设施,并确定废物设施间危险废物和残渣的运输方案,以满足所有相关的运营和能力约束,借鉴网络流问题的路径模型,以运输和选址决策中的总费用和总风险最小为目标,引入路段风险承载能力约束,构... 为了从宏观角度最优化配置规划期内系统的废物设施,并确定废物设施间危险废物和残渣的运输方案,以满足所有相关的运营和能力约束,借鉴网络流问题的路径模型,以运输和选址决策中的总费用和总风险最小为目标,引入路段风险承载能力约束,构建基于路径的大规模双目标混合整数线性规划模型。利用所构建模型的优势,开发增广ε-约束算法,获得近似的非支配前沿。对1个大规模切实算例的计算测试显示,与既有的路段模型相比,所提出的路径模型可在更短的时间内返回相同数量的非支配解,所开发的增广ε-约束算法在解的质量上明显优于既有的线性加权求和算法。 展开更多

关键词 区域危险废物管理 选址-路径问题 多目标优化 增广r约束算法 路径模型

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求解带容量约束车辆路径问题的多模态差分进化算法 被引量：9

12

作者 林剑 叶璟轩 +1 位作者 刘雯雯 邵晓雯 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第7期2248-2254,共7页

针对带容量约束车辆路径问题(CVRP)中交通拥堵、资源供给、客户需求等不确定性因素的影响容易导致单一最优解不可行或非最优的问题,提出一种多模态差分进化(MDE)算法,以同时求解得到目标值相近的多个备选车辆路径方案。首先结合CVRP的特... 针对带容量约束车辆路径问题(CVRP)中交通拥堵、资源供给、客户需求等不确定性因素的影响容易导致单一最优解不可行或非最优的问题,提出一种多模态差分进化(MDE)算法,以同时求解得到目标值相近的多个备选车辆路径方案。首先结合CVRP的特点,构建高效的解个体编解码策略,并基于修复机制提升解个体的质量;然后在差分进化(DE)算法框架下,基于多模态优化视角引入动态半径小生境生成方法,并采用杰卡德系数来度量解个体之间相似性,进而实现对于解个体之间距离的计算;最后,改进邻域搜索策略,采用精英存档和更新策略来得到多模态最优解集。基于典型数据集的仿真实验与分析结果表明,所提MDE算法寻优得到的平均最优解个数达到1.7434个,平均最优解与已知最优解的平均偏差为0.03%,而差分进化(DE)算法二者分别为0.8486和0.63%。可见,所提算法在求解CVRP上表现出较高的有效性和稳定性,能同时得到CVRP的多个近似最优解。 展开更多

关键词 车辆路径问题 多模态优化 差分进化 带容量约束 小生境

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堆垛约束下基于偏序的路径优化时间窗松弛方法 被引量：3

13

作者 高文文 魏晨 胡志华 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期393-399,共7页

在求解车辆路径优化问题时,通常使用时间窗对任务之间的偏序关系进行建模,设计带时间窗约束的路径优化模型与算法,然而时间窗约束与偏序约束是不等价的.在集装箱码头堆垛作业背景下,针对时间窗约束的路径优化模型,提出将时间窗约束转化... 在求解车辆路径优化问题时,通常使用时间窗对任务之间的偏序关系进行建模,设计带时间窗约束的路径优化模型与算法,然而时间窗约束与偏序约束是不等价的.在集装箱码头堆垛作业背景下,针对时间窗约束的路径优化模型,提出将时间窗约束转化为偏序约束的松弛方法,并据此设计偏序约束的路径优化模型.在分支定界算法框架下,研究时间窗约束与偏序约束之间的关系,对两种模型的特征进行分析.采用Solomon数据集进行数值分析,验证两个模型在寻优能力与性能之间的差异.结果表明,偏序模型具有更好的优化性能,但是时间窗模型具有更好的计算时间性能,通过时间窗紧缩的特征分析发现基于时间窗分解设计偏序模型求解算法是新的研究方向. 展开更多

关键词 车辆路径优化问题 时间窗约束 偏序关系 分支定界算法 集装箱码头

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考虑容量限制的弧路径优化研究综述 被引量：5

14

作者 卫琛戈 车阿大 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期397-416,共20页

弧路径优化问题作为经典的组合优化问题,在近40年内受到广泛关注,并产生了大量的研究成果.基于此,从问题、算法和应用三个角度对考虑容量限制的弧路径优化问题(capacitated arc routing problem,CARP)的研究现状进行综述.首先,基于问题... 弧路径优化问题作为经典的组合优化问题,在近40年内受到广泛关注,并产生了大量的研究成果.基于此,从问题、算法和应用三个角度对考虑容量限制的弧路径优化问题(capacitated arc routing problem,CARP)的研究现状进行综述.首先,基于问题特征对问题进行分类并介绍其常见数学模型.其次,综述求解CARP的精确算法、构造启发式算法及元启发式算法,并根据基准算例求解结果对比算法效果.再者,归纳垃圾回收、道路管理等CARP常见应用场景.最后,展望未来研究发展方向. 展开更多

关键词 弧路径优化问题 考虑容量限制的弧路径优化问题 车辆路径规划 研究综述

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多约束条件下城市道路环卫车优化配置与路径规划 被引量：5

15

作者 聂庆慧 龙秀江 +2 位作者 梁程 夏井新 欧吉顺 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期273-284,共12页

为有效解决当前城市环卫车调度决策过度依赖人工主观经验造成的车辆配置不合理和作业效率低下问题,本文提出一种多约束条件下的城市道路环卫车优化配置与路径规划方法。通过综合考虑环卫车在现实作业中的作业时限、服务次数、行驶速度... 为有效解决当前城市环卫车调度决策过度依赖人工主观经验造成的车辆配置不合理和作业效率低下问题,本文提出一种多约束条件下的城市道路环卫车优化配置与路径规划方法。通过综合考虑环卫车在现实作业中的作业时限、服务次数、行驶速度和车辆退出节点等多种约束条件,将物理道路网络拓展为时空网络,刻画车辆在路网上的时空运行轨迹,进而将环卫车优化配置与路径规划问题从数学上描述为带多类约束条件的弧路径问题(Arc Routing Problem, ARP)。在此基础上,构建以车辆配置与出行总成本最小化为目标函数的环卫车优化配置与路径规划模型,并通过设计分支定价算法精确求解模型。将所提方法应用于苏州工业园区19个区域路网的环卫车辆配置与调度管理,从经济成本、作业效率和环保效益这3方面评估所提方法的可行性和有效性。结果表明:本文所提方法能够显著节约环卫运营成本,提升环卫车辆作业效率;同时,可有效降低环卫车辆碳排放量,形成良好的经济和社会效益,为智慧环卫提供了行之有效的新方案。 展开更多

关键词 交通工程 组合优化 分支定价 弧路径问题 时空网络 智慧环卫

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带硬时间窗模糊车辆路径问题的多目标优化 被引量：6

16

作者 王连锋 宋建社 +1 位作者 曹继平 叶庆 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第4期9-13,17,共6页

针对带硬时间窗车辆路径问题的多重模糊性,基于模糊可信性理论建立多目标模糊期望值模型,提出求解该问题的自适应混合多目标粒子群优化算法。该算法根据相位空间的思想给出一种实数编码方式,设计双存档机制,分别存储演化过程中产生的非... 针对带硬时间窗车辆路径问题的多重模糊性,基于模糊可信性理论建立多目标模糊期望值模型,提出求解该问题的自适应混合多目标粒子群优化算法。该算法根据相位空间的思想给出一种实数编码方式,设计双存档机制,分别存储演化过程中产生的非支配解和有益不可行解,并引入自适应局部搜索、变异和粒子全局向导选择策略。仿真实验结果表明,与多目标进化算法相比,该算法可以获得更优的Pareto解集。 展开更多

关键词 车辆路径问题 模糊可信性 粒子群算法 多目标优化 约束 时间窗 PARETO最优解

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求解双层CARP优化问题的演化学习型遗传算法 被引量：2

17

作者 邢立宁 姚锋 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1187-1192,共6页

双层有能力约束的弧路径优化问题(capacitated arc routing problem,CARP)的研究对象通常是某个城市或地区,首先聚焦于该地物流系统的宏观配置,然后考虑相关服务的完成问题。针对双层CARP优化问题,提出了一种演化学习型遗传算法(learnab... 双层有能力约束的弧路径优化问题(capacitated arc routing problem,CARP)的研究对象通常是某个城市或地区,首先聚焦于该地物流系统的宏观配置,然后考虑相关服务的完成问题。针对双层CARP优化问题,提出了一种演化学习型遗传算法(learnable genetic algorithm,LGA)。建立了LGA的基本框架,设计了构件知识和算子知识等知识形式。在LGA中,采用扩展启发式方法辅助生成初始种群,使用算子知识为选择、交叉和变异选择操作算子,应用构件知识为交叉和变异操作选择断点位置,同时借助局部替换程序不断地向当前种群中注入新个体。LGA的框架为现有优化方法改进提供了一种有益借鉴。 展开更多

关键词 组合优化 有能力约束的弧路径优化问题 演化学习型遗传算法

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基于核心路径禁忌算法的开放式车辆路径问题研究 被引量：19

18

作者 钟石泉 杜纲 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期827-832,共6页

描述了开放式车辆路径问题,提出了核心路径的概念和原理,并设计了解决有能力约束和距离约束的开放式车辆路径问题的禁忌算法。该算法基于核心路径原理,应用改进的广义插入法产生初始解和进行邻域操作,设计了3种邻域,利用能力约束控制单... 描述了开放式车辆路径问题,提出了核心路径的概念和原理,并设计了解决有能力约束和距离约束的开放式车辆路径问题的禁忌算法。该算法基于核心路径原理,应用改进的广义插入法产生初始解和进行邻域操作,设计了3种邻域,利用能力约束控制单条路径配送点数,采用惩罚函数处理距离约束。应用该算法求解了多个开放式车辆路径问题算例,并与参考文献中的算例进行了比较。经分析表明,该算法可以更有效地求得开放式车辆路径问题的优化解,是解决有能力约束和距离约束车辆路径问题的有效方法。 展开更多

关键词 开放式车辆路径问题 核心路径 能力约束 禁忌算法

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遗传算法和3-opt结合求解带有能力约束的VRP 被引量：26

19

作者 张涛 王梦光 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期254-256,共3页

描述了带有能力约束的车辆路径问题（ＶＲＰ），在预先不固定车辆数的情况下，把聚类和排序有机地结合起来，并用遗传算法和３ｏｐｔ算法相结合的混合算法对问题进行求解，实验结果表明算法获得的最好解、平均负荷率和计算成本都比较... 描述了带有能力约束的车辆路径问题（ＶＲＰ），在预先不固定车辆数的情况下，把聚类和排序有机地结合起来，并用遗传算法和３ｏｐｔ算法相结合的混合算法对问题进行求解，实验结果表明算法获得的最好解、平均负荷率和计算成本都比较令人满意· 展开更多

关键词 车辆路径问题 遗传算法 3-opt算法 能力约束 VRP

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随机旅行时间车辆路径问题的模型及其算法 被引量：30

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作者 郭强 谢秉磊 《系统工程学报》 CSCD 2003年第3期244-247,共4页

随机旅行时间的车辆路径问题在实际中经常会出现,然而由于问题本身的难度以及人们重视不足,目前对该问题的研究还很少.文章在Laporte等的研究基础上,提出了一个考虑车辆容量的机会约束模型,并构造了求解该模型的遗传算法.

关键词 车辆路径问题 遗传算法 随机旅行时间 机会约束模型 组合优化问题

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