基于改进萤火虫算法的动态车辆路径规划研究

作     者：雷凤达 

作者单位：沈阳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董海

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 02[经济学] 08[工学] 0202[经济学-应用经济学] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 020205[经济学-产业经济学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0835[工学-软件工程] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：动态车辆路径问题 萤火虫算法 时间窗 碳排放 

摘      要：由于相关领域的技术进步促进了智慧交通系统（ITS）的发展,目前智慧城市建设工作开始受到广泛关注,而智慧交通则是其中的重点内容。为满足智能交通相关要求,就要对交通信息进行动态采集,根据路况相关因素,处理动态车辆路径规划问题,确定出最适宜的车辆路径。据此来有效的处理因城市基建滞后、交通结构单一、道路规划不合理等原因导致的成本增加问题,实现智慧交通让城市更美好的愿景。同时我国还面临着加快生态文明体系改革、推进美丽中国建设的新目标任务,要求大力发展绿色低碳经济,实现企业的经济效益与环境效益的平衡。因此,本课题在智慧交通背景下,针对城市交通动态车辆路径问题,结合绿色物流概念,采用改进萤火虫算法解决道路信息或客户需求改变带来的成本浪费和生态污染。首先,针对动态车辆路径问题进行介绍。并在基础动态车辆路径模型中,引入容量约束和时间窗,构建带时间窗和容量约束的动态车辆路径问题。此复杂模型的求解上,本文采用萤火虫算法,引入萤火虫运动和吸引的概念,用相关坐标编码/解码将离散解映射到连续域使萤火虫算法适用于车辆路径问题,并用局部搜索技术提高解的质量;然后,引入低碳概念,考虑考虑碳排放带来的污染成本,以综合成本最小为目标建立绿色动态车辆路径模型。并提出量子遗传萤火虫算法以解决萤火虫算法在求解速度上的劣势。最后,通过所罗门仿真实例验证改进后的萤火虫算法对比原始萤火虫算法以及其他算法在迭代速度以及解的质量都大部分表现优异。为了证明算法的有效性,本文对比常用于解决VRP问题的其他算法,采用单因素敏感性分析,对比验证了改进后萤火虫算法的优劣性,并以沈阳市某超市配送实例求解验证本文所提模型算法的现实意义。