حل مسئله مسیریابی وسایل نقلیه چند انبار با پنجره زمانی با استفاده از یک الگوریتم فرابتکاری کارآمد

شکل 1-2: شبکه حمل‌ونقل چند هدفه و مثال‌های اساسی آن (ظهره وند،2011)

 

برنامه‌ریزی حمل‌و نقل، امروزه یکی از رشته‌های اساسی و مطرح در شاخه‌های مختلف علوم همانند حمل و نقل در سیستمهای اقتصادی، تولیدی و خدماتی از جایگاه مهمی برخوردار است و بخش قابل‌توجهی از تولید ناخالص ملی هر کشوری را به خود اختصاص میدهد. مسأله مسیریابی وسیله‌نقلیه یکی از مهمترین مسائل برنامه‌ریزی حمل‌ونقل است که امروزه بسیار مورد توجه محققان و دانشمندان قرار گرفته است. هدف در این مسأله برآورده ساختن همه تقاضاها با حداقل هزینه می‌باشد. اگرچه اهداف فرعی تری از جمله حداقل کردن مسافت طی  شده، متعادل ساختن مسیر از جهت زمان سفر و حجم بار وسیله نقلیه، حداقل کردن خسارت دیرکرد ارائه خدمت به مشتریان، حداقل کردن تعداد مسافرت‌های هر وسیله نقلیه وغیره می‌باشد. یکی از زیر‌مجموعه‌های برنامه‌ریزی حمل‌و‌نقل، مسأله مسیریابی خودرو[1] است،شکل (1-2)، که از مسایل مهم و شناخته‌شده بهینه‌سازی ترکیبی[2] است که به دلیل اهمیت و کاربرد زیاد آن، از سال‌ها قبل مورد توجه محققان و پژوهشگران قرار گرفته است.

شکل 1-2: شبکه حمل‌ونقل چند هدفه و مثال‌های اساسی آن (ظهره وند،2011)

 

در معمول‌ترین شکل این مسأله، هدف بهینه‌سازی نحوه سرویس‌دهی به مجموعه‌ای از مشتریان است که از نظر موقعیت جغرافیایی با هم متفاوت هستند. سرویس‌دهی توسط ناوگان حمل و نقلی که در یک مرکز مستقر هستند، انجام می‌پذیرد. با توجه با قابلیت مسأله مسیریابی خودرو در مدل‌کردن انواع مسایل مطرح در لجستیک سازمان‌ها و به طور اخص سیستم‌های توزیع و یا تأمین آنها توجه به بالا بردن قابلیت‌های مسأله در مدل‌کردن شرایط دنیای واقعی از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان نمونه، مسیریابی اتوبوس‌های داخل شهری، جمع‌آوری ضایعات، مسیریابی فروشنده دوره‌گرد، و واحدهای تعمیر و نگهداری، حالات خاصی از شبکه حمل و نقل است که از آن می‌توان به عنوان مسأله مسیریابی وسایل نقلیه یاد کرد.

 

1-5- تعریف مسأله

VRP یک موضوع چالش برانگیز برای بسیاری از محققان از ابتدای معرفی آن توسط دانتزیگ و رامسر برای حل مسأله توزیع کامیون‌ها[3] بوده است. انواع روش های بهینه سازی پیشنهاد و مطالعه شده است. همان طور که عنوان گردید، اهمیت و کاربرد زیاد مسأله VRP در دنیای واقعی موجب گردیده است که مطالعه زیادی روی چگونگی مدل کردن انواع مسأله، توسعه فرضیات مسأله برای تطبیق با شرایط کاربردی در دنیای واقعی و همچنین ایجاد یا توسعه روش های حل مسأله به منظور کسب نتایج بهتر انجام پذیرد. این مطالعه نیز با هدف توسعه و ایجاد مدلی برای مسأله VRP، به منظور افزایش قابلیت مسأله در کاربردهای واقعی انجام پذیرفته است.

در این پایان‌نامه، مسأله VRP در حالت چند انباره و با در نظر گرفتن محدودیت پنجره زمانی به منظور در نظر گرفتن کاربردهای واقعی بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است که در آن به کارگیری حالتی که انبار اول و آخر مسیر ممکن است متفاوت از هم باشند در نظر گرفته‌شده است و سپس با استفاده از روش خوشه‌بندی ژنتیک برای گروه‌بندی مشتریان و از الگوریتم ژنتیکی برای محاسبه تابع هدف، الگوریتم ترکیبی کارا برای حل ارائه می‌شود. جواب این مسأله شامل یافتن کوتاهترین مسیری که در آن هزینه هر مسیر کمینه شود. در انتها حل مسائل نمونه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی ارائه شده است، که با استفاده از نرم افزار متلب کدنویسی و اجرا شده است.

 

1-6- جمع‌بندی و ساختار ارائه مطالب

فصول پایان‌نامه به شرح زیر تدوین شده‌اند: فصل اول تحقیق به معرفی اجمالی آن اختصاص یافته است. در این فصل مقدمه‌ای بر آشنایی با مسأله مسیریابی خودرو، اهمیت آن، هدف از انجام مطالعه و روش‌های بکار گرفته شده در این مطالعه آورده شده است. در فصل دوم به تعریف مسأله مسیریابی خودرو، تعاریف و نیز سوابق تحقیقات انجام شده پیرامون آن پرداخته شده است. در این فصل ضمن بیان مفاهیم اصلی و ادبیات موضوع مربوط به مسأله VRP که شامل تشریح اجزای مسأله، اهداف و محدودیت‌های آن می‌باشد، انواع حالت‌های خاص مسأله و انواع روش‌های آن و تحقیقات انجام شده پیرامون آنها ارایه شده است. در فصل سوم تحقیق، مدل پیشنهادی برای نوع خاصی از مسأله VRP تشریح شده است. سپس در همین فصل، الگوریتم فراابتکاری ژنتیک، برای حل مسأله مورد نظر ارائه می‌گردد. نتایج محاسباتی الگوریتم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار مربوطه، در فصل چهارم مورد بررسی قرار می گیرد. سر انجام در فصل پنجم، با جمع‌‌بندی مطالب ارائه شده در تحقیق و نتیجه گیری کلی، پیشنهادها و توصیه‌هایی برای انجام مطالعات بعدی روی موضوع تحقیق آورده ارائه خواهد شد.

 

دانلود پایان نامه حل مسئله مسیریابی وسایل نقلیه چند انبار با پنجره زمانی با استفاده از یک الگوریتم فرابتکاری کارآمد

[1] Vehicle Routing Problem

[2] Combinational Optimization

[3] Truck Dispatching Problem