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摘要:本发明属于车辆路径优化技术领域,提供了一种基于混合禁忌搜索的车辆路径优化方法及系统,首先,获取顾客时间窗和顾客需求;然后,采用混合禁忌搜索算法求解目标函数,得到全局最优路径,所述目标函数基于所述顾客时间窗、顾客需求、车辆数目和负载能力构建;其中,混合禁忌搜索算法使用禁忌搜索和变邻域搜索进行个体优化,通过人工免疫算法进行种群优化,提高了车辆运输的效率,减少了车辆数目、车辆行驶总距离、时间惩罚和超载部分。
主权项:1.一种基于混合禁忌搜索的车辆路径优化方法,其特征在于,包括:获取顾客时间窗和顾客需求;采用混合禁忌搜索算法求解目标函数,得到全局最优路径,所述目标函数基于所述顾客时间窗、顾客需求、车辆数目和负载能力构建;其中,混合禁忌搜索算法使用禁忌搜索和变邻域搜索进行个体优化,通过人工免疫算法进行种群优化;所述变邻域搜索包括:对于每个个体,交换路线内的顾客位置、在路线之间交换顾客位置、在同一条路线上重定位顾客位置、在不同路线间重定位顾客位置、消除最小路线和消除随机路线;所述人工免疫算法对种群进行选择操作,得到新的种群,具体为:按设定比列将种群分为第一种群、第二种群和第三种群;所述第一种群进行最优选择,具体为:计算第一种群中所有个体的综合指标,选择综合指标值最小的个体进行多次复制,并将复制的个体加入到新的种群;所述第二种群进行锦标赛选择,具体为:在第二种群中按照设定的种群大小随机选择多个样本,选择每个样本中综合指标最小的个体,加入到新的种群;所述第三种群进行轮盘选择,具体为:计算每个个体的综合指标在整体综合指标中所占的比例,遍历所有个体,如果个体的比例值小于阈值,则将该个体添加到新的种群,否则更新阈值;所述人工免疫算法对所述新的种群进行交叉操作,具体为:遍历每个个体时,产生一个随机数;若个体的随机数在设定空间之间,则该个体和下一个个体作为两个父代,并随机选择一种交叉策略进行交叉操作,得到两个子代;所述子代代替父代加入种群;所述交叉策略为:构建邻接表,邻接表记录新的种群中不同顾客组合出现的次数;如果父代1中有两个相邻的顾客在邻接表中,则将这两个顾客复制到子代1的相同位置;将父代2出现在邻接表中的顾客复制到子代2的相同位置;以相反的顺序从父代1检索子代2没有的顾客并将它们插入子代2中;以相反的顺序从父代2检索子代1没有的顾客并将它们插入子代1中;或者,随机选择父代1的交叉区域1和父代2的交叉区域2,交叉区域1和交叉区域2的起止位置相同;将交叉区域2和父代1组合起来,形成一个临时个体;删除临时个体中后出现的重复元素,得到子代1;删除交叉区域1和父代2组合起来的临时个体中后出现的重复元素,得到子代2;或者,随机选择父代1的交叉区域1和父代2的交叉区域2,交叉区域1和交叉区域2的起止位置相同;对于交叉区域1和交叉区域2的同一个位置,确定父代2中该位置的客户,在父代1中查找该客户,并在父代1中该位置的客户互换位置;同时,确定父代1中该位置的客户,在父代2中查找该客户,并在父代2中该位置的客户互换位置;直到交叉区域1和交叉区域2的所有位置被遍历,得到两个子代;所述人工免疫算法对所述交叉操作后的种群进行变异操作,具体为:遍历每个个体时,产生一个随机数;若个体的随机数小于突变率,则对该个体随机选择一种变异方法进行变异操作;所述变异方法为:随机选取个体的变异区域,然后将区域的元素进行逆序;或者,在个体中随机选择两个不同的顾客,然后将这两个客户的位置互换;所述人工免疫算法对所述变异操作后的种群进行大邻域搜索,具体为:对于每个个体中的不可行的路线,按照时间窗口最早的时间对顾客进行排序,然后依次重新插入路线上的所有顾客;若路线依然不可行,将顾客分成多条路线;对于每个个体,随机选择一个要移除的顾客,然后计算该顾客与剩余顾客的相关性,计算该顾客的相关性在整体相关性中所占的比例,比例越大,相关性越大,被移除的概率就越大;每个个体移除设定数量的顾客;对于每个移除的顾客,遍历个体的所有可插入位置,在找到目标值最小的位置后,将被移除的顾客插入到该位置。
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百度查询: 山东师范大学 一种基于混合禁忌搜索的车辆路径优化方法及系统
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