现金押运路线问题——基于多类型的风险

以人民币现金押运为研究背景,考虑了一种基于多类型风险的现金押运路线问题,以在途风险成本、库存现金风险成本以及运输成本为优化目标,建立了混合整数线性规划模型,并提出了一种基于多样化策略和改进邻域搜索的混合遗传算法,其中遗传算法对押运路线进行选择,贪心算法用来求解各类风险指标。数值实验分别对问题特性和算法性能进行了分析。实验结果表明:1)混合遗传算法能求解更大规模的问题,得到较好的解,并很好地平衡了运行时间和求解质量;2)多类型风险影响了行驶路线;3)客户的期望需求影响了库存现金风险。     

面向电商终端物流配送的电动车配置与路径集成优化

在电子商务终端物流配送方面,存在能力与需求的矛盾。一方面,电动车存在货物容量约束和电池电量约束,配送能力有限;另一方面,一个物流配送点需要为众多的消费者进行门到门的配送,配送任务繁重。针对电子商务环境下终端物流配送规模大、电动车货物容量和行驶里程有限的问题,建立电商终端物流配送的电动车配置与路径规划集成优化模型,并提出一种基于临近城市列表的双策略蚁群算法,实现物流配送电动车辆配置与配送路径集成优化。该模型以电动车辆数最少和总路径最短为目标,以电动车货物容量和电池续航里程为约束,是带容量的车辆路径问题的进一步扩展,属于双容量约束路径规划问题。双策略蚁群算法在货物容量和续航里程的约束下,将蚁群搜索策略分为两类,即基于临近城市列表的局部搜索策略和全局搜索策略,在提高搜索效率的同时防止陷入局部优化。最后,通过阿里巴巴旗下菜鸟网络科技有限公司在上海的30组真实配送数据进行了测试,验证双策略蚁群算法显著优于一般蚁群算法。     

基于交通流的多模糊时间窗车辆路径优化

研究了基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,考虑了实际中不断变化的交通流以及客户具有多个模糊时间窗的情况,以最小化配送总成本和最大化客户满意度为目标,构建基于交通流的多模糊时间窗车辆路径模型。根据伊藤算法的基本原理,设计了求解该模型的改进伊藤算法,结合仿真算例进行了模拟计算,并与蚁群算法的计算结果进行了对比分析,结果表明,利用改进伊藤算法求解基于交通流的多模糊时间窗车辆路径问题,迭代次数小,效率更高,能够在较短的时间内收敛到全局最优解,可以有效的求解多模糊时间窗车辆路径问题。     

VANETs中的基于最小传输选择的局部机会路由

机会路由充分利用无线网络的广播特性,极大地提高单播吞吐量。然而,现有的机会路由依赖拓扑的全局信息,而且收集全局信息增加了系统开销,这将限制了机会路由在大型无线网络的应用。为此,提出基于最小传输选择MTS-B(minimum transmission selection)算法的局部机会路由LOR(localized opportunistic routing)协议,记为MTS-BLOR。提出的MTS-BLOR采用分布式最小传输选择算法MTS-B,并利用局部信息将网络拓扑划分小的邻近节点集CNS(close-node-set),拓宽了机会路由在大型的无线网络中的应用。由于无需使用全局动态信息,MTS-BLOR降低了系统开销,减少了系统复杂度。同时,分析了转发清单的全局优化与因开销受限的可扩展性之间的权衡。实验仿真表明,与ExOR(extremely opportunistic routing)、MORE(MAC-independent opportunistic routing protocol)相比,MTS-BLOR在时间复杂度、端到端传输时延和吞吐量方面得到明显的提升。     

能量采集WSN中的自适应机会路由算法研究

能量采集技术可以使无线传感节点脱离化学电池容量的限制,通过均衡布局能量采集节点的优化,在一定程度上可延长网络寿命,然而环境能量采集的不确定性可能导致能量采集节点能量供应不稳定,使网络的吞吐量和稳定性受到影响.为了让能量采集无线传感网更充分地利用环境能量,提出了自适应机会路由算法.算法根据网络条件与可用能量程度对节点进行区域划分,再分配传输优先级,进行优化路由处理,确保环境能量采集节点的高效利用.仿真结果表明,该算法对比类似方案的GR-DD算法和EHOR算法表现了更高的吞吐量和稳定性.     

基于两阶段求解的动态车辆路径问题研究

采用两阶段求解思想,通过设置定时间隔,将动态信息转化成静态信息,从而实现对动态车辆路径问题的求解.分别建立了初始优化和实时优化阶段的数学模型,以节约算法解为初始解,利用禁忌搜索算法完成初始优化阶段的车辆路径问题求解;在实时优化阶段,分别对节约算法和禁忌搜索算法进行适当修正后再进行求解.利用数值测试实验对客户不同地理位置分布下定时间隔的设置进行测试分析.结果表明,该算法简单明了,易于实现.此外,客户的地理位置分布不同,对定时间隔的敏感性也不同,混合分布最为敏感,其次是随机分布,集聚分布最不敏感;最后,给出了相应的累计服务客户数量曲线,并结合车辆总行驶距离,明确了不同客户位置分布下的较优定时间隔设置.     

线形网络上单台车辆分群调度问题

本文研究线形网络上单台车辆分群调度问题:若干客户分布在一条直线上,它们被划分成若干个连续子集,其中每个子集称为一个群;每个客户有一个释放时间和一个服务时间;一台机器服务所有客户,且要求每个群内的客户连续服务;目标为极小化时间表长。该问题分两种形式:返回型和不返回型。返回型的时间表长定义为机器服务完所有客户后返回其初始位置的时间;不返回型的时间表长则定义为所有客户的最大完工时间。我们的结果是:对每个客户服务时间为零的情形,证明了两种形式均可在O(n²) 时间内解决;对每个客户服务时间任意的情形,就返回型和不返回型,分别给出了16/9和13/7近似算法。     

Topics in real-time fleet management

This is a summary of the author’s Ph.D. thesis, supervised by Gianpaolo Ghiani and Barrett W. Thomas and defended on 21 February 2008, at the Università degli Studi della Calabria. The thesis is written in English and is available from the author upon request. In this work, various tactical and operational issues concerning real-time fleet management are studied. First, we introduce the Dynamic and Stochastic Traveling Salesman Problem and propose an optimal policy through a Markov Decision Process as well as develop lower and upper bounds on the optimal policy cost. Then, we present several strategies for implementing a priori routes, and we identify situations in which the use of more involved a priori strategies can give some benefit. Next, we consider the Dynamic and Stochastic Vehicle Dispatching Problem with Pickups and Deliveries, for which we develop anticipatory algorithms that evaluate alternative solutions through a short-term demand sampling and a fully sequential procedure for indifference zone selection. Finally, we propose Approximated Neighborhood Evaluation procedures for the same-day Courier Shift Scheduling Problem, a tactical problem which amounts to minimizing the staffing cost subject to probabilistic service level requirements.      

ROGR:基于定向道路的地理位置路由

地理位置路由协议被广泛应用于车载网络VANETs(vehicle Ad Hoc networks),然而在真实的城市场景中,由于复杂的道路拓扑和车辆移动,网络拓扑呈动态变化,给地理位置路由协议提出了挑战。传统的基于定向节点地理位置路由遭受可达性和可扩展性的折衷问题。为此,提出面向VANETs城市场景基于定向道路的地理位置路由ROGR(road-oriented geographic routing)协议。ROGR协议利用道路数字地图信息,并结合了基于源节点转发和基于接收节点转发机制。在每一跳中,利用数字地图信息和周期的beacon包,源节点计算各路段的权值;并选择具有最大权值的路段作为数据包传输路段,再将该路段上的车辆作为下一跳转发节点的候选节点。然后,这些候选节点利用基于退避时延机制竞争转发数据包。仿真结果表明,提出的ROGR协议具有好的可达性和可扩展性。     

传感器网络基于邻居信息量化的能量平衡路由

针对地理位置路由中数据包的平均传输能耗随时间推移急剧增加的问题,设计并实现了一种基于两跳邻居信息量化的能量平衡路由协议(TNEB).节点通过Hello报文获得两跳范围内的邻居节点信息,TNEB根据两跳邻居信息确定一个贪婪转发候选节点集合.依据邻居节点的数据流拥塞度和能量平衡度,从候选节点集合中选择最佳的邻居节点完成数据包的转发.测试结果表明,在平均邻居节点数为15的网络拓扑上,TNEB算法的平均能耗比Greedy-2和GPSR算法分别降低了26.7％和48.8％,端到端延迟分别减少了19.9％和31.8％.