多目标绿色车辆路径规划优化研究

发布时间：2023-03-12 07:31

　　制造业中生产原料、半成品以及成品之间的运输往来十分密切,生产制造企业在降低物流成本的同时还应考虑最大限度的降低对于环境的影响。车辆路径问题(VRP)是物流运输中研究较为广泛的一类问题,在VRP的基础之上引入车辆排放和燃料消耗等研究目标就构成了绿色车辆路径规划问题。本文以制造业中车辆货物运输为研究对象,通过合理规划车辆的行驶路线,来实现绿色低碳的车辆运输。首先,引入NTM模型(Network for Transport Measures)中车辆运输燃料消耗计算方法,建立了一个同时考虑车辆的行驶距离最小和二氧化碳排放量最少的多目标绿色车辆路径规划模型(Multi-Objective Green Vehicle Routing Problem,MOGVRP),并以此来探究车辆运输中碳排放和行驶距离之间的权衡关系。其次,使用启发式算法——交叉熵法对该优化问题进行求解。针对MOGVRP问题的特点,在交叉熵算法中引入非支配解排序来实现多目标优化,并在交叉熵算法迭代过程中设置随机扰动,防止算法过早收敛陷入局部最优。同时还对交叉熵算法的种群大小、迭代次数、平滑系数的设置进行探索,并在此基础上对不同规模...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题研究背景及研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本课题主要研究内容与技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 本章小结
第二章 车辆路径规划问题及求解算法概述
    2.1 车辆路径规划问题概述
        2.1.1 车辆路径规划问题的分类
    2.2 绿色车辆路径规划问题
        2.2.1 车辆运输燃料消耗模型
        2.2.2 CO2排放和燃料消耗关系
    2.3 求解车辆路径规划问题算法概述
        2.3.1 精确求解算法
        2.3.2 启发式算法
    2.4 本章小结
第三章 多目标绿色车辆路径优化模型
    3.1 问题描述
    3.2 问题假设
    3.3 模型建立
        3.3.1 符号与变量
        3.3.2 运输车辆燃料消耗和碳排放量计算
        3.3.3 约束条件
        3.3.4 数学模型
    3.4 本章小结
第四章 多目标绿色车辆路径问题算法设计
    4.1 多目标绿色车辆路径问题求解算法选择
    4.2 交叉熵算法简介
        4.2.1 交叉熵法思想
        4.2.2 交叉熵法求解VRP问题
        4.2.3 多目标交叉熵法
    4.3 多目标绿色车辆路径问题算法设计
        4.3.1 算法编码
        4.3.2 路径生成
        4.3.3 非支配解排序
        4.3.4 交叉熵法参数更新
        4.3.5 交叉熵法防止早熟策略
    4.4 多目标绿色车辆路径问题算法流程
    4.5 本章小结
第五章 多目标绿色车辆路径问题算法验证与分析
    5.1 小规模MOGVRP算例实验数据
    5.2 小规模MOGVRP算例CPLEX模型设计
    5.3 小规模MOGVRP算例CPLEX求解结果
    5.4 小规模MOGVRP算例交叉熵法与CPLEX求解结果对比
        5.4.1 交叉熵法参数设置
        5.4.2 交叉熵法求解结果及分析
        5.4.3 交叉熵法与CPLEX计算时间对比
    5.5 大规模MOGVRP算例交叉熵法与遗传算法求解结果对比
    5.6 本章小结
第六章 多目标绿色车辆路径问题影响因素与分析
    6.1 实验数据
    6.2 客户货物需求量对结果的影响
    6.3 交通状况对结果的影响
    6.4 本章小节
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得与学位论文相关的成果
致谢
附录



本文编号：3761224