基于免疫单克隆算法的车辆路径优化

车辆路径问题(VRP)是物流管理研究的一项重要内容,在提高服务质量和降低成本方面起着关键作用.给出了车辆路径优化问题数学模型,介绍了免疫单克隆算法的基本原理,提出了免疫单克隆算法求解VRP的基本流程.算例计算结果表明,通过引入亲合度成熟、克隆和记忆机理,利用相应的算子,免疫单克隆算法可以快速地收敛到全局最优解,效果良好.     

引入必经点约束的智能汽车全局路径规划EI北大核心CSCD

目前对于智能车全局路径规划的研究多数只针对从起点到终点的情况。针对该问题,本文中融合改进A*和模拟退火算法,设计了一种引入必经点约束的全局路径规划算法。首先,基于A*算法计算关键节点间的最短路径并保存。然后,基于启发式算法中的模拟退火算法对过必经节点的全局路径进行迭代随机优化。接着,基于真实高精度地图对算法的有效性以及时间复杂度进行实验分析。结果表明,设计的算法在求解质量和求解速度方面都有较好的表现。最后,通过实车实验,进一步验证了算法的有效性和适应性。     

几种车辆路径算法的研究

文中针对VRP问题提出了多种算法,可概括为2大类:精确算法和启发式算法(传统启发式和现代启发式算法)。文中据此总结了动态规划法、最近插值法、遗传算法和模拟退火算法的步骤及特点,并对这4种算法的优缺点及适用范围等进行了分析比较,提出了今后的发展和研究方向。     

几种车辆路径算法的研究

文中针对VRP问题提出了多种算法,可概括为2大类:精确算法和启发式算法(传统启发式和现代启发式算法).文中据此总结了动态规划法、最近插值法、遗传算法和模拟退火算法的步骤及特点,并对这4种算法的优缺点及适用范围等进行了分析比较,提出了今后的发展和研究方向.     

多目标的双层动态均衡交通网络设计研究

采用双层动态均衡模型解决城市交通网络的设计问题,即构建以交通网络总阻抗和建设资金为上层目标,动态路径选择的变分不等式模型为下层目标的双层规划模型。利用模拟退火算法求解上层模型,采用修正的投影算法求解下层模型。此模型能够内在地不断修正路段流入率值和路段能力增量(即网络设计方案),同时可以得到路段流入率值和路段能力拓宽方案的最优解,该算法的可行性与正确性已在一个小型网络上得到验证。     

模拟退火算法在路径优化问题中的应用

模拟退火算法是解NP完全组合优化问题的有效近似算法,将该算法应用于路径优化问题,利用该算法对类似货郎担问题的路径问题进行求解;针对城市道路行走不同的目标条件(路径最短、时间最短)进行优化,选择最佳行走路径;并将用该算法优化得到的计算结果与树形算法进行比较,显示该算法能够克服传统优化算法易陷入局部极值的缺点,同时表明该算法在解类似货郎担交通路径方面的问题时有较高的精确性。因而该算法在解决城市道路交通问题方面具有一定的实用价值。     

考虑车辆限行和装箱约束的车辆路径优化方法

在实际配送过程中，考虑到部分城市道路存在限制大型配送车辆通行的现状，以及运输途中车厢内物品满足后进先出等装载约束能有效提高装卸效率的特点，将车辆限行和二维装箱约束加入到需求可拆分车辆路径问题中。同时考虑到车辆的使用成本和行驶成本，以车辆总配送成本最小为目标构建考虑车辆限行和二维装箱约束的需求可拆分车辆路径问题数学模型，设计了启发式算法来求解该模型，其中模拟退火算法确定需求拆分下的车辆配送路径，且在当前最优解判断时调用BLF算法检验物品的二维装箱约束，来减少频繁调用BLF算法的时间。数值案例验证了模型和算法的实用性，且所提出的算法的求解结果波动不大于0.8%，能在合理的时间范围内求解得到较好的配送方案，在车辆限行区域内采用双车型配送能节省15.17%~31.27%的总配送成本。      

改进遗传算法在车辆路径问题中的应用

建立了车辆路径问题的数学模型.为了提高遗传算法的搜索速率,避免种群出现“早熟”现象,对适应度函数采用动态线性标定方式,改进交叉算子,采用大变异操作,设计出了求解车辆路径问题的改进遗传算法并给出了具体的计算步骤.应用该遗传算法进行了实例计算,取得了比较满意的结果.计算结果表明,该遗传算法在计算性能上优于参考文献中设计的遗传算法.同时也表明,对遗传算法的改进策略不仅简单而且对求解VRP问题是有效的.      

求解广义最小生成树问题的元启发式算法

针对广义最小生成树问题,设计了2种改进的元启发式算法来求解：单亲遗传模拟退火算法和改进的禁忌搜索算法。通过综合遗传算法和模拟退火算法的优点,提出了单亲遗传和模拟退火的混合算法,并设计了自适应选择法和自适应基因重组操作;在改进的禁忌搜索算法中,通过在2种邻域进行搜索来避免陷入局部最优。数值实验验证了算法的有效性。     

市域公路网布局优化模型研究

针对市域公路网布局的特点和要求,对传统的市域公路网布局单目标优化模型进行了扩展,通过将连续变量离散化和引入双层规划方法,建立了市域公路网布局优化双层规划模型,并将模拟退火算法应用于模型的求解,采用Visual Basic6.0语言开发了相应的算法程序,该算法尤其适合求解大规模路网优化问题。应用示例表明了所建模型及算法的可行性。     

混合小生境遗传-模拟退火算法在动态交通分配中的应用

为了解决已有的动态交通分配模型普遍存在的优化计算时间过长,严重影响网络规模扩展的问题,提出了一种新的动态交通分配优化算法。将模拟退火和隔离小生境技术有机地结合起来,融入到遗传训练过程中形成了一种混合小生境遗传-模拟退火算法,不仅可以有效地避免传统遗传算法可能出现的不收敛现象,加快进化速度,具有更强的全局寻优能力,而且计算速度和算法稳定性也得到提高。将其与Papageorgiou M.提出的动态交通分配模型框架相结合,设计了动态交通分配的快速模拟优化算法,并进行了实例研究。仿真结果表明,新的优化算法显著降低了优化计算时间,大大提高了动态交通分配模型的实用价值。     

基于模拟退火求解的一种新的随机存储规划模型

针对一类需求是不确定的、随机的存储问题,应用随机规划技术和方法建立了一种新的随机存储规划模型,模型中允许随机参数的密度函数可以有更一般的形式。应用模拟退火算法求解该新模型,制定存储策略。编程实现该算法,并用于解决船舶配件存储规划问题,运行结果说明上述模型和求解方法的有效性和可行性。     

基于可达性的机场外部路网分层规划方法

机场外部路网的规划影响旅客的出行效率及体验。为提升旅客出行效率与体验,在传统路网规划方法的基础上,根据机场外部路网的不同特征,引入了机场可达性理论,提出了1种机场外部路网分层规划模型。根据机场外部路网结构特征,将机场外部路网划分为机场快速道层与机场支线道层,并给出具体定义。对于机场快速道层,以旅客加权平均出行时间为目标进行优化;对于机场支线道层,以可达性最大为目标进行优化,并使用模拟退火算法进行求解。以北京大兴国际机场外部路网为例,使用该方法进行验证,并与北京市未来规划的道路网进行了对比。实例验证表明,在路网规模的相当的情况下,该方法的机场快速道层的旅客加权平均出行时间为39 min,相较北京市总体规划减少了7.1%,规划后的机场支线道层的可达性为0.77,相较北京市总体规划提升了7.0%,较好地反映了该方法的可行性。      

基于组合优化算法的混合动力客车控制策略优化

结合模拟退火算法全局优化能力强和非线性二次规划算法能够快速寻优的特点,使用Isight优化软件将二者建立组合优化算法对建立的功率解析控制策略进行全局优化。优化结果表明,所提出的组合优化算法避免了模拟退火算法局部优化不强的缺点,提高了优化质量和计算效率;在保证整车动力性的前提下,使整车综合油耗下降了12%。     

改进布谷鸟算法在边坡滑面搜索中的应用

根据布谷鸟算法前期搜索随机跳跃性大、后期搜索收敛速度慢的缺点，引入惯性权重并结合局部蒙特卡罗优化，得到改进的布谷鸟算法，其搜索结果与Spencer法、瑞典条分法进行对比可知，不论滑面的位置还是安全系数都很相近。与退火模拟算法对比验证其可靠度，结果表明:改进的布谷鸟算法更优秀，得到的结果更精确，可以应用于边坡滑面搜索。     

考虑低碳的多台轮胎式龙门吊路径优化问题

在港口集装箱作业中,龙门吊是重要的港口资源。如何更加合理地调度轮胎式龙门吊对减少港口碳排放和降低运营成本有重要意义。考虑到轮胎式龙门吊在空间上的不可跨越性及其他约束条件,根据装卸过程中所产生的移动碳排放、装卸碳排放和准备碳排放3种排放源,建立了轮胎式龙门吊调度的混合整数规划模型,目标是使轮胎式龙门吊的碳排放量达到最小。由于混合整数规划求解的复杂性,设计龙门吊初始路径策略并运用模拟退火算法求得近似最优解。通过算例实验,从路径长度、碳排放总量和运行效率3个方面对新方法的效果进行评价。相比于最短路径优化方法,新方法路径长度增加8.82%,运行时间仅增加0.21 s,碳排放总量减少3.30%,在保证龙门吊工作效率的前提下,有效地解决了龙门吊低碳路径问题。相比于经典遗传算法与蚁群算法,新方法的预测精确度分别提高1.13%和2.24%,运行效率分别提高9.82%和5.92%。      

考虑冲突规避的自动化集装箱码头AGV优化调度方法

合理调度自动化导引车（AGV）对于降低自动化集装箱码头的作业成本具有重要意义。针对AGV调度中的任务分配和路径规划问题,考虑AGV电量和多载等因素,结合自动化码头布局特点,以AGV作业总时间最小和多AGV作业路径无冲突分别为第一阶段和第二阶段的优化目标建立两阶段模型。设计改进模拟退火算法求解第一阶段模型,为了加速算法收敛并保证解的质量,解的改进优先考虑任务的时间成本和AGV数量;设计基于时空网络的路径规划算法求解第二阶段模型,将作业区域离散成网格网络后添加时间信息构建可更新的时空网络,在时空网络上运用最短路径算法规划路径并规避冲突。对于任务分配不均衡导致的路径规划无可行解的拥堵情况,在冲突规避基础上重新计算AGV执行任务的成本并再次进行任务分配,不断迭代直到生成多AGV间路径无冲突的调度方案。以洋山四期自动化集装箱码头为例进行仿真实验与对比分析,结果表明:与使用传统路径规划和避障策略的AGV调度方法对比,所提方法下的总作业时间平均降低了7.31%,AGV冲突数量降低为0,任务总延期时间最大降低2 895 s,最大降低路网拥堵度10.79%,验证了提出方法解决冲突规避和拥堵问题的有效性。      

基于模拟退火的路基土动态回弹模量建模研究

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比。研究结果表明,围压和偏应力均对路基土的动态回弹模量均有显著影响,利用开发的模拟退火参数搜索程序,可以实现各种回弹模量模型的参数搜索,有助于克服等效线性法的缺点,能更便捷、准确地建立回弹模量预估模型。