Nghiên cứu thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa của Nguyễn Văn Sơn
"Nghiên cứu và phát triển các thuật toán tối ưu giao thông vận tải người và hàng hóa. Đề xuất giải pháp hiệu quả cho bài toán tối ưu trong lĩnh vực giao thông."
Luan An
Doctoral Dissertation
Năm xuất bản
Số trang
212
Thời gian đọc
32 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa tĩnh
- Số trang:
- 212 trang
- Trường:
- Đại học Bách khoa Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Computer Science
- Tác giả:
- Nguyen Van Son
- Năm:
- 2023
Tóm tắt nội dung luận án
I. Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa tĩnh
Vận tải đô thị đối mặt áp lực lớn về chi phí và ô nhiễm. Việc kết hợp vận chuyển hành khách và bưu kiện mở ra hướng đi mới. Nghiên cứu tập trung vào mô hình toán học giải quyết bài toán phân bổ nguồn lực vận chuyển. Hệ thống hướng đến mục tiêu giảm thiểu quãng đường di chuyển và thời gian chờ đợi. Mô hình tĩnh xử lý các yêu cầu đã biết trước điểm đầu và điểm cuối. Các ràng buộc về tải trọng, cửa sổ thời gian và sức chứa phương tiện được tích hợp chặt chẽ. Hệ thống điều phối tính toán lộ trình tối ưu cho từng phương tiện. Kết quả giúp doanh nghiệp tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất khai thác đội xe. Sự kết hợp giữa chở người và chở hàng mang lại lợi ích kép cho môi trường và kinh tế đô thị.
1.1. Khái niệm bài toán định tuyến xe và biến thể
Nền tảng của nghiên cứu là bài toán định tuyến xe (Vehicle Routing Problem - VRP). Bài toán này xác định tập hợp các lộ trình tốt nhất cho một đội phương tiện. Phương tiện xuất phát từ kho và phục vụ nhiều khách hàng. Mỗi khách hàng có nhu cầu cụ thể về hàng hóa hoặc dịch vụ. Biến thể VRP mở rộng thêm ràng buộc sức chứa xe và khung thời gian phục vụ. Khi kết hợp chở người và hàng, bài toán trở nên phức tạp hơn. Mức độ ưu tiên của hành khách luôn cao hơn bưu kiện. Thời gian di chuyển của khách hàng không được vượt quá ngưỡng cho phép. Mô hình cần cân bằng giữa việc đón khách đúng giờ và giao kiện hàng kịp tiến độ. Việc xây dựng công thức toán học chính xác giúp hệ thống tìm ra lời giải khả thi và tối ưu chi phí vận hành.
1.2. Mở rộng bài toán người giao hàng trong vận tải
Cơ sở lý thuyết bắt nguồn từ bài toán người giao hàng (Travelling Salesperson Problem - TSP). TSP tìm chu trình ngắn nhất đi qua mọi điểm đúng một lần rồi quay về điểm xuất phát. Khi số lượng điểm dừng tăng lên, không gian tìm kiếm bùng nổ theo cấp số nhân. Trong vận tải thực tế, TSP được mở rộng thành bài toán nhiều xe và có thêm điều kiện tải trọng. Phương tiện phải ghé thăm các điểm đón và trả theo đúng thứ tự logic. Điểm lấy hàng phải diễn ra trước điểm giao hàng tương ứng. Sự ràng buộc về thứ tự tạo ra thách thức lớn cho các thuật toán tìm kiếm. Việc tối ưu hóa thứ tự ghé thăm giúp giảm thiểu quãng đường xe chạy không tải. Giải pháp này trực tiếp cắt giảm phát thải khí nhà kính trong khu vực nội đô.
1.3. Mô hình bài toán đón trả khách linh hoạt DARP
Mô hình tích hợp chia sẻ chuyến đi sử dụng bài toán đón trả khách linh hoạt (Dial-a-Ride Problem - DARP). DARP vừa vận chuyển hành khách vừa thỏa mãn các ràng buộc về thời gian biểu cá nhân. Nghiên cứu nâng cấp DARP bằng cách đưa thêm các yêu cầu bưu kiện vào cùng chuyến xe. Chỗ trống trên taxi hoặc xe buýt mini được tận dụng tối đa. Khi ghế trống còn dư, hệ thống sẽ chèn thêm các kiện hàng nhỏ dọc đường. Ràng buộc quan trọng nhất là không làm phiền hoặc kéo dài quá mức hành trình của người đi xe. Mức độ hài lòng của khách hàng được duy trì thông qua các khoảng thời gian chờ cho phép. Thuật toán điều phối tính toán điểm dừng hợp lý, đảm bảo cả người và hàng đều đến đích an toàn, đúng giờ.
II. Phương pháp giải bài toán định tuyến xe VRP nâng cao
Không gian tìm kiếm của các bài toán định tuyến thuộc lớp NP-hard rất rộng lớn. Các phương pháp giải chính xác chỉ phù hợp với tập dữ liệu nhỏ. Đối với mạng lưới giao thông thực tế quy mô lớn, các thuật toán xấp xỉ và siêu phỏng đoán là lựa chọn bắt buộc. Nghiên cứu kết hợp nhiều kỹ thuật giải thuật hiện đại để tìm lời giải chất lượng cao trong thời gian ngắn. Quy trình xử lý chia thành hai giai đoạn rõ ràng: khởi tạo lời giải ban đầu và cải tiến nghiệm cục bộ. Các toán tử phá hủy và tái thiết lập lộ trình được áp dụng liên tục. Chiến lược này giúp thuật toán thoát khỏi các điểm cực trị địa phương, hướng tới nghiệm tối ưu toàn cục.
2.1. Ứng dụng thuật toán tìm đường ngắn nhất Dijkstra và A
Hệ thống sử dụng thuật toán tìm đường ngắn nhất Dijkstra và A* làm công cụ tính toán khoảng cách nền tảng. Khi phương tiện di chuyển trên bản đồ thực, ma trận khoảng cách và thời gian cần cập nhật liên tục. Thuật toán Dijkstra tìm đường đi ngắn nhất từ một điểm đến tất cả các nút khác trên đồ thị giao thông. Trong khi đó, thuật toán A* sử dụng hàm đánh giá heuristic để định hướng tìm kiếm nhanh hơn. Việc kết hợp A* giúp tăng tốc độ xử lý khi tính toán lộ trình giữa điểm đón và điểm trả. Thời gian phản hồi giảm xuống mức mili giây, đáp ứng yêu cầu vận hành theo thời gian thực. Độ chính xác của đường đi thực tế đảm bảo các ràng buộc về thời gian không bị vi phạm trên thực địa.
2.2. Khám phá thuật toán di truyền và tối ưu hóa đàn kiến
Các thuật toán tiến hóa đóng vai trò cốt lõi trong việc tìm kiếm cấu trúc lộ trình tối ưu. Nghiên cứu xem xét thuật toán di truyền (Genetic Algorithm) để mô phỏng quá trình chọn lọc tự nhiên. Các cá thể đại diện cho các phương án phân tuyến khác nhau được lai ghép và đột biến. Qua nhiều thế hệ, những lộ trình có chi phí thấp nhất sẽ được giữ lại. Song song với đó, thuật toán tối ưu hóa đàn kiến (Ant Colony Optimization) mô phỏng hành vi tìm mồi của loài kiến thông qua vết mùi pheromone. Các cá thể kiến nhân tạo cộng tác để khám phá các cung đường ngắn nhất. Hai thuật toán này thể hiện khả năng khám phá không gian giải pháp đa dạng, phù hợp cho việc giải quyết các bài toán định tuyến quy mô lớn.
2.3. Hiệu quả của thuật toán luyện kim và tìm kiếm Tabu
Để tinh chỉnh nghiệm sâu hơn, nghiên cứu áp dụng thuật toán luyện kim (Simulated Annealing) kết hợp thuật toán tìm kiếm Tabu (Tabu Search). Thuật toán luyện kim cho phép chấp nhận các giải pháp kém hơn với xác suất giảm dần theo nhiệt độ. Cơ chế này giúp quá trình tìm kiếm không bị mắc kẹt tại cực tiểu cục bộ. Đồng thời, thuật toán tìm kiếm Tabu sử dụng danh sách bộ nhớ ngắn hạn để cấm quay lại các trạng thái vừa duyệt. Sự kết hợp này tạo nên thuật toán tìm kiếm lân cận thích ứng quy mô lớn (ALNS). ALNS linh hoạt chọn các toán tử thêm và xóa khách hàng dựa trên lịch sử thành công trước đó. Nghiệm của bài toán được cải thiện liên tục, mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống.
III. Mô hình định tuyến động chia sẻ taxi kết hợp chở hàng
Môi trường giao thông thực tế luôn biến động không ngừng với các yêu cầu phát sinh tức thời. Nghiên cứu đề xuất mô hình định tuyến động cho taxi chia sẻ chuyến kết hợp chở người và hàng. Hệ thống liên tục tiếp nhận các yêu cầu đặt xe và gửi hàng qua nền tảng số. Dữ liệu trạng thái giao thông và vị trí xe được truyền tải theo thời gian thực. Thuật toán phải đưa ra quyết định chấp nhận hoặc từ chối đơn hàng chỉ trong vài giây. Lộ trình của các phương tiện đang lưu thông được điều chỉnh linh hoạt. Mô hình đảm bảo tính ổn định và không gây xáo trộn lớn đối với hành khách đã ở trên xe.
3.1. Dự đoán nhu cầu di chuyển bằng học máy thích ứng
Dự báo chính xác nhu cầu đi lại là chìa khóa để nâng cao hiệu quả điều phối động. Nghiên cứu tích hợp mô hình học máy để phân tích dữ liệu lịch sử đặt chuyến theo không gian và thời gian. Bản đồ đô thị được chia thành các khu vực ô lưới thích ứng với mật độ dân cư. Mô hình học sâu dự đoán số lượng hành khách và bưu kiện phát sinh trong các khung giờ tiếp theo. Thuật toán nhận diện các điểm nóng giao thông trước khi nhu cầu thực sự bùng nổ. Thông tin dự báo được đưa trực tiếp vào bài toán tối ưu hóa định tuyến. Nhờ đó, hệ thống chủ động chuẩn bị phương án điều xe từ sớm, giảm thiểu tối đa thời gian chờ đợi của khách hàng.
3.2. Thuật toán chèn trực tuyến và tái tối ưu hóa lộ trình
Khi có yêu cầu mới xuất hiện, hệ thống kích hoạt thuật toán chèn trực tuyến. Thuật toán nhanh chóng quét toàn bộ các xe đang hoạt động ở lân cận. Tất cả vị trí chèn khả thi trên lộ trình hiện tại của mỗi xe được đánh giá tức thì. Chỉ những phương án thỏa mãn sức chứa và thời gian trễ cho phép mới được xem xét. Sau khi chèn đơn hàng thành công, quá trình tái tối ưu hóa lộ trình diễn ra ở chế độ nền. Thuật toán điều chỉnh lại thứ tự các điểm dừng tiếp theo để rút ngắn tổng thời gian hành trình. Cơ chế phản ứng nhanh này giúp hệ thống phục vụ thêm nhiều đơn hàng mà không cần tăng số lượng phương tiện tham gia giao thông.
3.3. Điều hướng xe taxi rỗng dựa trên dữ liệu dự báo
Thời gian xe chạy không tải là nguyên nhân chính gây lãng phí nhiên liệu và tắc nghẽn. Nghiên cứu xây dựng cơ chế điều hướng thông minh cho các xe taxi rỗng dựa trên dữ liệu dự báo nhu cầu. Thay vì đứng chờ ngẫu nhiên, các xe rỗng được hướng dẫn di chuyển trước đến các khu vực sắp có nhu cầu cao. Việc tái phân bổ đội xe diễn ra liên tục và tự động. Thuật toán tính toán số lượng xe cần phân bổ cho từng vùng để tránh tình trạng dư thừa hoặc thiếu hụt cục bộ. Tỷ lệ ghép chuyến thành công tăng lên rõ rệt. Lượng khí thải bình quân trên mỗi đơn vị vận chuyển giảm xuống, tạo ra hệ thống giao thông xanh và bền vững.
IV. Tối ưu hóa logistics chặng cuối và điều phối thông minh
Vận tải đô thị thông minh đòi hỏi sự đồng bộ giữa hạ tầng, thuật toán và công nghệ kết nối. Việc tối ưu hóa quy trình phân phối hàng hóa và luân chuyển hành khách đóng vai trò quyết định đến năng lực cạnh tranh của chuỗi cung ứng. Hệ thống kết hợp giữa vận tải hành khách công cộng và chuyển phát bưu kiện tạo ra mạng lưới logistics chia sẻ hiệu quả cao. Doanh nghiệp cắt giảm được chi phí đầu tư phương tiện chuyên dụng, đồng thời giảm mật độ lưu thông xe tải trong giờ cao điểm. Mô hình này đặt nền tảng vững chắc cho việc xây dựng các đô thị thông minh và trung hòa carbon trong tương lai.
4.1. Giải pháp tối ưu hóa logistics chặng cuối đô thị
Giao hàng chặng cuối chiếm tỷ trọng chi phí cao nhất trong toàn bộ chuỗi cung ứng logistics. Ứng dụng mô hình tối ưu hóa logistics chặng cuối (Last-mile delivery) giúp giải quyết triệt để bài toán phân phối hàng hóa nhỏ lẻ trong đô thị. Các chuyến xe taxi hoặc phương tiện dịch vụ sẵn có đóng vai trò như các bưu tá linh hoạt. Bưu kiện được lấy và giao tại các điểm đón trả cố định hoặc giao tận cửa nhà khách hàng. Thuật toán phân tuyến đảm bảo các bưu kiện được giao đúng hạn cam kết mà không làm gián đoạn lịch trình của khách đi xe. Giải pháp này giúp các công ty thương mại điện tử rút ngắn thời gian giao hàng, nâng cao trải nghiệm người dùng và tiết kiệm ngân sách vận hành đáng kể.
4.2. Tích hợp tối ưu hóa vận tải đa phương thức hiện đại
Để mở rộng quy mô trên toàn mạng lưới đô thị, mô hình hướng tới tối ưu hóa vận tải đa phương thức (Multimodal transport). Khái niệm này kết hợp nhiều phương thức di chuyển khác nhau như taxi, xe buýt, đường sắt đô thị và xe máy. Hành khách và bưu kiện có thể chuyển đổi phương tiện tại các điểm trung chuyển được đồng bộ hóa. Thuật toán định tuyến tính toán thời gian khớp nối chính xác giữa các chặng hành trình. Thời gian chờ tại trạm trung chuyển được tối thiểu hóa nhờ cơ chế định vị vệ tinh và chia sẻ dữ liệu liên tục. Sự tích hợp này tạo ra một mạng lưới giao thông liền mạch, tối đa hóa công suất vận chuyển toàn hệ thống và bảo vệ môi trường đô thị.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (212 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộMINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY NGUYEN VAN SON DEVELOPMENT OF ALGORITHMS FOR SOLVING ROUTING PROBLEMS IN THE PEOPLE AND PARCEL TRANSPORTATION DOCTORAL DISSERTATION OF COMPUTER SCIENCE Hanoi−2023 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY NGUYEN VAN SON DEVELOPMENT OF ALGORITHMS FOR SOLVING ROUTING PROBLEMS IN THE PEOPLE AND PARCEL TRANSPORTATION Major: Computer Science Code: 9480101 DOCTORAL DISSERTATION OF COMPUTER SCIENCE SUPERVISORS: 1. Pham Quang Dung 2. Nguyen Xuan Hoai Hanoi−2023 DECLARATION OF AUTHORSHIP I declare that my thesis titled "Development of algorithms for solving routing prob- lems in the people and parcel transportation" has been entirely composed by myself, supervised by my cosupervisors, Ph. Pham Quang Dung and Assoc.
Nguyen Xuan Hoai. I assure some statements as follows: • This work was done as a part of requirements for the degree of PhD at Hanoi University of Science and Technology. • This thesis has not previously been submitted for any degree. • The results in my thesis is my own independent work, except where works in the collaboration have been included.
Other appropriate acknowledgements are given within this thesis by explicit references. Hanoi, February, 2023 Ph. Student NGUYEN VAN SON SUPERVISORS Ph. Pham Quang Dung Assoc.
Nguyen Xuan Hoai i ACKNOWLEDGEMENT My thesis has been realized during my doctoral course at the School of Information Communication and Technology (SoICT), Hanoi University of Science and Technology (HUST). HUST is a really special place where I have accumulated immense knowledge in my PhD process. A PhD process is not a one-man process. Therefore, I am heartily thankful to my supervisors, Ph.
Pham Quang Dung and Assoc. Nguyen Xuan Hoai, whose encouragement, guidance and support from start to end enabled me to develop my research skills and understanding of the subject. I have learned the countless amount of things from them. This thesis would not have been possible without their precious support.
I would like to thank Prof. Luc De Raedt and all members of Faculty of Computer Science, KU Leuven, Belgium for supporting me a lot in the research process. A special thanks goes to Assoc. Mahito Sugiyama at National Institute of Informatics, Japan for valuable guidance helps me obtain many scientific experiences during the internship periods of the PhD.
Many thanks go also to Ph.D Anton Dries, Ph.D Behrouz Babaki, Ph.D Bui Quoc Trung, Msc. Nguyen Thanh Hoang, Msc. Phan Anh Tu for a positive research-partnership during many months made this research significant as well as realistic. I would like to thank Executive Board and all members of Computer Science De- partment, SoICT as well as HUST for the frequent support in my PhD course.
I thank my colleagues at Academy of Cryptography Techniques for their help. Last but not the least, I would like to thank my family: my parents, my wife and my friends, who support me spiritually throughout my life. They were always there cheering me up and stood by me through the good and bad times. Hanoi, February, 2023 Ph.
Student ii CONTENTS CONTENTS vi SYMBOLS vi LIST OF TABLES viii LIST OF FIGURES ix INTRODUCTION 1 1 BACKGROUND 10 1.2 Vehicle Routing Problem and Extensions.1 Capacitated Vehicle Routing Problem.2 Pickup-and-Delivery Vehicle Routing Problem with Time Windows 12 1.3 People and Parcel Sharing Taxi Routing Problem.4 Rich Vehicle Routing Problem.5 Static Routing Scenario.6 Dynamic Routing Scenario.3 Solution Methodologies for VRP problems.23 2 MODELLING AND SOLVING A NEW VARIANT OF STATIC VE- HICLE ROUTING PROBLEM 27 2.2 Problem description and formulation.2 Notations and definitions.3 The solution methods.1 Notations for heuristic algorithms and solution evaluation.2 Analysis of the challenges of the new capacity constraints in the MTDLC-VR problem 37 iv 2.1 A review of construction heuristics .2 The challenges of the capacity constraints on construc- tion heuristics .3 Adapted construction algorithms with splitting procedure .4 An adapted ALNS with splitting procedure .1 Outline of A-ALNS algorithm .2 Choosing the operators .1 Instances and setting .2 Experiment 1: Mathematical formulation validation .3 Experiment 2: Comparison the efficiency between construction heuristics .4 Experiment 3: The efficiency of the A-ALNS algorithm .2 The efficiency of removal and insertion operators63 .3 Robustness of the A-ALNS strategy .5 Experiment 4: Sensitivity analysis for the lower-bound capacity constraint. 68 3 MODELLING AND SOLVING A NEW VARIANT OF DYNAMIC VEHICLE ROUTING PROBLEM 70 3.2 Taxi-Share Routing Model.3 Online Taxi-Share Routing Problem Based on Predicted Information .1 Taxi Demand Prediction 75 3.1 Learning method with equal length subintervals.2 Learning framework with an adaptive binning method 76 3.2 Online Routing Algorithm.2 Possible Positions for Insertion.3 Route Re-optimization.7 Prediction-Based Idle Taxi Direction.92 CONCLUSIONS 93 PUBLICATIONS 95 Bibliography 97 vii ABBREVIATIONS No. Abbreviatio Meaning n 1 ACS Ant Colony System 2 ALNS Adaptive Large Neighborhood Search 3 BnB Branch-and-Bound 4 BnC Branch-and-Cut 5 BnP Branch-and-Price 6 CDF Cumulative Distribution Function 7 CF-RS Cluster-First Route-Second 8 CP Constraint Programming 9 CVRP Capacitated Vehicle Routing Problem 10 DARP Dial-A-Ride Problem 11 DP Dynamic Programming 12 DVRP Dynamic Vehicle Routing Problem 13 EDF Empirical Distribution Function 14 ERM Empirical Risk Minimization 15 GA Genetic Algorithm 16 GRASP Greedy Randomised Adaptive Search Procedure 17 ICTP Inland Container Transportation Problem 18 KS Kolmogorov-Smirnov 19 LP Linear Programming 20 LS Local Search 21 MDVRP Multi-Depot Vehicle Routing Problem 22 MMCVRP Min-Max Capacitate Vehicle Routing Problem 23 MMVRP MinMax Vehicle Routing Problem 24 MIP Mixed-Integer Programming 25 MTVRP Multi-Trip Vehicle Routing Problem 26 NHPP NonHomogeneous Poisson Process 27 NP Non-deterministic Polynomial-time 28 OP Optimization Problem viii 29 PDVRPTW Pickup-and-Delivery Vehicle Routing Problem with Window Time ix 30 PSO Particle Swarm Optimisation 31 RF-CS Route-First Cluster-Second 32 RVRP Rich Vehicle Routing Problem 33 SA Saving Algorithm 34 SARP Shared-A-Ride Problem 35 SRM Structural Risk Minimization 36 SW Sweep Algorithm 37 TSP Travelling Salesman Problem 38 VRP Vehicle Routing Problem 39 VRPB Vehicle Routing Problem with Backhauls 40 VRPTW Vehicle Routing Problem with Time Windows x LIST OF TABLES 2 A summary of the related papers.1Sets and parameters 32 2.3 Parameters of instance E21 − 1 − 2 − 4 − 6 − 5.4 Travel time matrix of instance E21 − 1 − 2 − 4 − 6 − 5.5 Parameters of instances RG − 1 − 2 − 2 − 2 − 6 and RG − 2 − 2 − 2 − 2 − 6 55 2.6 Travel time matrix of instances RG−1−2−2−2−6 and RG−2−2−2−2−6 56 2.7 The detail of the found optimal solutions.8 Comparison between MILP model and the A-ALNS algorithm.9 Comparison between MIP model and construction algorithms.10 The efficiency comparison between construction algorithms.11 Results of parameter tuning.12 The results of the A-ALNS algorithm.2 Taxi fare rate for calculating the profit introduced in [14].3 The number of taxi requests need to be served in two scenarios.4 The routing results of four algorithms in the first scenario.5 The routing results of four algorithms in the second scenario.6 The efficiency of the algorithm based on the predicted information 90 3.7 The profit of scheduling algorithm using our proposed learning method. 92 xi LIST OF FIGURES 1.1 An example of the CVRP problem.2 Rich vehicle routing problem.3 A classification of the VRP methods.4 An illustration of search space for a minimization problem.5 Illustration of one-point move.6 Illustration of two-point move.7 Illustration of two-opt move.8 Illustration of or-opt move.9 Illustration of three-opt move.10 Illustration of three-point move.11 Illustration of cross-exchange move.1 An example of node transfers to satisfy the capacity constraints, where the lower and the upper boundaries are 70 and 110, respectively.2 An example of vehicle itineraries in the MTDLC-VR problem.3 Results of solving the MIP model on random generated instances.4 Results of solving the MIP model on real small instances.5 Solution visualization of instance E21-1-2-4-6-5.6 The efficiency of operators.7 The number of requests removed from the solution for violating the lower-bound capacity constraints.1 An example of candidate taxi routes from the last drop-off point to the parking locations.2 Overfitting in piecewise-polynomial regression on the San Francisco taxi request data.3 The proposed learning framework.4 The exchange operator.5 The accumulated profit of four scheduling algorithms.6 The percentage of failure requests.91 xii INTRODUCTION As an important component of the economy, the transportation sector plays an important role in economic development and connectivity between regions.
The con- nectivity is even more so in a global economy where the intensification of economic cooperation is related to the movement of people and freight. Many models of trans- port of people and goods have been built in practice, such as public transportation services with fixed routes (bus, rail, ferry, airline services), taxi services to transport people on call requests, container transportation, freight transportation service from center depots to customers, etc. In Vietnam, according to the preliminary report of the General Statistics Office [1], the number of vehicles has increased to approximately 43 million units, more than 3.3039 billion transported passengers and 1.2 billion tons of transported freight in 2015. Transport typically accounts for about 25 percent of all the energy consumption of an economy [2].
Authors in [2] also specified that transport costs account for 20 percent of the total cost of a product. Cities have now become big- ger and bigger in terms of surface and population. This phenomenon has caused some consequences: severe traffic congestion, noise, pollution, road accidents, etc. Hence, transport systems face requirements to increase their capacity and reduce the costs of movements.
One of the major problems encountered in the urban environment is to design efficient transport routing for people and parcels. A good transport routing aims to save costs, thus bringing better profits to companies while meeting people’s demands, significantly increasing the efficiency of transportation systems and possibly reducing the above pointed out issues. The routing problem that finds the optimal solution for vehicle routes is called a Vehicle Routing Problem (VRP). The pure VRP problems such as Capacitated Ve- hicle Routing Problem (CVRP), Min-Max Vehicle Routing Problem without capacity constraint (MMVRP) and Pickup-and-Delivery Vehicle Routing Problem with Time Window (PDVRPTW) are simple models in the sense that it is usually far from the reality of the people and parcel transportation [3].
In contrast, many different factors and constraints generally need to be added to capture real-world problems more fully, 1 leading to problems usually called Rich VRP (RVRP) problems. Therefore, thousands of papers in world literature have been devoted to this problem. For example, trans- portation of different kinds of products such as oil [4], milk [5], and frozen food [6, 7], or delivery of e-commerce packages [8] is an example of freight transportation service from center depots to customers, Shared-a-Ride Problem (SARP) of taxis [9, 10, 11]. In [3, 12], the authors provided a concise review of existing problem features and ap- plications.
The VRP problem is a well-known NP-hard problem [13]. Solving these 2 problems is very hard and, then, still an active research topic that attracts the attention of many computer scientists due to their impact on society and the economy. Given the practical importance of VRPs, the main objective of this thesis is to ex- tend the existing VRPs more flexibly and realistically. It is crucial that new variants are formulated and solution algorithms are developed to solve them as efficiently as possible.
According to surveys from the literature as well as actual operations from transport companies, the routing operation is usually classified into two scenarios: static and dynamic. Hence, this thesis focuses on real-life problems typical for these types of VRP problems. For the static VRP problem, the authors in [3] declared that one of the most important objectives of routing problems is to balance the workload allocation in order to ensure acceptance of operational plans, maintain employee satis- faction and morale, reduce overtime, and to reduce bottlenecks in resource utilization. Due to the limited capacity, the fixed fleet size, and time window constraints, vehicles must deliver product units from multiple distribution centers to customers and operate multiple trips.
However, some trips of vehicles are scheduled to carry too little cargo in real-world situations due to tight time windows.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nguyen Van Son (2023). Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa [Luận án tiến sĩ, Hanoi University of Science and Technology]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-giao-thong-van-tai/nghien-cuu-phat-trien-thuat-toan-giai-bai-toan-toi-uu-van-tai
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" nghiên cứu về vấn đề gì?
"Nghiên cứu và phát triển các thuật toán tối ưu giao thông vận tải người và hàng hóa. Đề xuất giải pháp hiệu quả cho bài toán tối ưu trong lĩnh vực giao thông."
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Hanoi University of Science and Technology. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" thuộc chuyên ngành Computer Science. Danh mục: Kỹ Thuật Giao Thông Vận Tải.
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" có bao nhiêu trang?
Luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" có 212 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Thuật toán tối ưu hóa vận tải người và hàng hóa" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.