基于GIS的VRP问题研究

发布时间：2017-04-16 11:16

  本文关键词：基于GIS的VRP问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在移动互联的时代,以GIS为核心的3S技术在物流配送中尤其是车辆路径的选择问题中的应用越来越广泛,实践研究表明通过深入研究车辆路径选择及优化问题(VRP)可以在很大程度上对物流中的空间及时间效益进行有效提升。本文通过对国内外有关GIS在VRP问题上的应用的研究及相关解决VRP问题的算法对比分析后,深入研究在GIS的环境下VRP问题的空间、时间和网络特征,以GIS-T技术为基础,在新技术、新环境、新思路指导下根据路网结构及对交通阻抗的分析建立具有明显GIS特性的道路网络模型,进一步对建立在路网基础上的VRP问题在GIS环境下的约束条件、运输成本的分析,最后结合流分配的思想和方法完成对VRP模型的合理性的改进。通过利用GIS中相关的理论和方法对VRP问题中规模进行有效的界定,通过实验的方法进一步探索出对于合理规模的特定优化方法,运用组合算法的思路对带有明显空间特征的VRP问题算法进行改进和优化。本文在组合、动态优化的思路指导下对配送区域进行多级划分,针对不同的区域采用合适的方法来解决VRP问题,首先通过对所有的客户集群的聚类分析并结合GIS的空间分析方法从而提取到二级配送中心,在对二级配送中心进行配送的时候采用Hopfield神经网络来进行车辆路径的选择及优化,实验数据表明优化率基本在30%以上,也能够满足对于时间复杂度的要求。对于以每个二级配送中心组成的小范围内的配送问题则可以通过改进后的Floyd算法进行对区域内容户点间的路径进行在满足一定条件下的迭代归并,并结合山西省晋中市太谷县的项目实证来分析,结果表明单就路线长度这一项指标上的优化率就达到了19%,同时还能够满足特定的约束条件。
【关键词】：地理信息系统(GIS) 网络分析建模 VRP算法优化 物流配送 优化算法
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U116.2;P208
【目录】：

• 摘要6-7
• 1 前言7-16
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 研究目的和意义8-10
• 1.2.1 研究目的8
• 1.2.2 研究意义8-10
• 1.3 国内外研究进展10-12
• 1.3.1 国外方面10-11
• 1.3.2 国内方面11-12
• 1.4 研究内容12-14
• 1.4.1 GIS在VRP问题中的应用12-13
• 1.4.2 基于GIS的VRP模型特征研究13-14
• 1.4.3 基于GIS的VRP算法优化研究14
• 1.5 研究方法及技术路线14-16
• 2 基础理论与方法16-23
• 2.1 基础理论16-18
• 2.1.1 地理信息系统(GIS)概述17
• 2.1.2 交通地理信息系统(GIS-T)概述17
• 2.1.3 Hopfield神经网络概述17-18
• 2.2 VRP车辆路线选择及规划概述18-23
• 2.2.1 VRP的数学模型分析概述18-20
• 2.2.2 VRP问题的算法对比分析20-23
• 3 基于GIS的VRP问题模型的改进23-42
• 3.1 基于网络的地理认知模型24-28
• 3.1.1 网络特征表达与结构分析24-26
• 3.1.2 基于GIS的网络构建与分析26-28
• 3.2 基于GIS-T的路网分析建模28-37
• 3.2.1 GIS-T与路网信息表达28-29
• 3.2.2 基于GIS-T的路网结构分析29-33
• 3.2.3 基于GIS-T的路网结构建模33-37
• 3.3 基于GIS和交通流分配改进VRP问题模型37-41
• 3.3.1 基于GIS的VRP约束条件分析37-38
• 3.3.2 基于GIS的VRP运输成本分析38-39
• 3.3.3 基于交通流分配的VRP模型分析39-41
• 3.4 模型求解思路41-42
• 4 基于GIS的VRP问题算法的改进42-61
• 4.1 基于GIS的多级配送服务域划分42-48
• 4.2 一级区域内车辆路径的选择与优化48-52
• 4.3 二级区域内配送路线的选择及优化52-61
• 5 结论分析61-64
• 5.1 主要结论61-62
• 5.2 不足与展望62-64
• 参考文献64-68
• Abstract68-70
• 致谢70-72
• 攻读学位期间参加项目和发表的论文72

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本文编号：310701