В данной работе предложено решение задачи оптимизации двухуровневой
транспортной системы. Двухуровневая система применяется преимущественно в крупных городах и основана на так называемой стратегии объединенного распределения, которая использует два уровня площадок складирования и
разнородные парки транспортных средств. Такая система реализуется в логистике многих компаний.
Первый уровень связан с крупным грузовым транспортом, относящимся к распределительным центрам (city distribution centres, CDCs) на окраинах
города – внешним зонам. Крупногабаритные транспортные средства поставляют продукцию из этого уровня во второй (внутренний) – депо и промежуточные станции, стратегически расположенные в городе. Транспортировка
грузов с них и последующая доставка непосредственно заказчикам осуществляется городскими малогабаритными транспортными средствами.
Двухуровневая маршрутизация актуальна, так как ее применение обеспечивает:
1. избежание присутствия крупного транспорта в центре города;
2. продуктивность цепи поставок;
3. надежный сервис клиентов;
4. уменьшение вредных воздействий на окружающую среду: загрязнения
воздуха, потребления топлива и сильной загруженности транспортных
сетей.
В данной работе был разработан и протестирован видоизмененный алгоритм
ALNS. За основу взят комплексный подход, предложенный в статье [6], который состоит из подразделов:
1. Распределение клиентов по промежуточным станциям при помощи механизма колеса рулетки.
2. Нахождение начального решения с помощью алгоритма savings.
3. Применение алгоритма ALNS в сочетании с локальным поиском к начальному решению.
Изменения в комплексном подходе, предложенном в статье [6], которые
реализованы в данной выпускной работе:
1. Начальное решение находится иным способом: savings алгоритм заменен
на гибридный генетический алгоритм, представленный в статье Chang Y.
и Chen L. [15].
2. Вместо локального поиска, применяемого после каждого оператора восстановления, было использовано сочетание алгоритма splitting и алгоритма имитации отжига.
3. Исключен из реализации оператор разрушения Route Redistribution, так
как он удаляет большую часть маршрутов и приводит решение в начальные условия.
4. Исключен из реализации оператор восстановления Greedy Insertion
Forbidden, так как он практически не отличается от оператора Greedy
44Insertion и, как показали в своей статье [6] Hemmelmayr V.C., Cordeau J.
F. и Crainic T.G., решение этот оператор существенно не улучшает.
5. Исключен оператор первого уровня Satellite Swap, который также, по статистике, не улучшает решение.
1. Cuda R., Guastaroba G., Speranza M.G. A survey on two-echelon routing problems // Computers & Operations Research. 2015. Vol. 55, P. 185—199.
2. Contardo C., Crainic T.G., Hemmelmayr V. Lower and upper bounds for the two-echelon capacitated location routing problem // Computers & Operations Research. 2012. Vol. 39, P. 3215—3228.
3. Boccia M., Crainic T.G., Sforza A., Sterle C. A metaheuristic for a two echelon location-routing problem. // Experimental algorithms: lecture notes in computer science. Vol. 6049. Springer, 2010. P. 288-301.
4. Crainic T.G., Sforza A., Sterle C. Location-routing models for two-echelon freight distribution system design // Technical report CIRRELT. 2011. Vol. 40.
5. Schwengerer M., Pirkwieser S., Raidl G.R. A variable neighborhood search approach for the two-echelon location-routing problem // Evolutionary Computation in Combinatorial Optimization: Lecture Notes in Computer Science. Vol. 7245. Springer, 2012. P. 13-24.
6. Hemmelmayr V.C., Cordeau J.F., Crainic T.G. An adaptive large neighborhood search heuristic for Two-Echelon Vehicle Routing Problems arising in city logistics // Computers & Operations Research. 2012. Vol. 39, P. 3215-3228.
7. Baldacci R., Mingozzi A., Roberti R., Wolfler C.R. An exact algorithm for the two-echelon capacitated vehicle routing problem // Operational Research. 2013. Vol. 2. P. 298-314.
8. Villegas J.G., Prins C., Prodhon C., Medaglia A., Velasco N. A GRASP with evolutionary path relinking for the truck and trailer routing problem // Computers & Operations Research. 2011. Vol. 38. P. 1319-34.
9. Villegas J.G., Prins C., Prodhon C., Medaglia A., Velasco N. A matheuristic for the truck and trailer routing problem // European Journal of Operational Research. 2013. Vol. 230. P. 231-244.
10. Chao I.M. A tabu search method for the truck and trailer routing problem // Computers & Operations Research. 2002. Vol. 29. P. 33-51.
11. Scheuerer S. A tabu search heuristic for the truck and trailer routing problem // Computers & Operations Research. 2006. Vol. 33. P. 894-909.
12. Caramia M., Guerriero F. A heuristic approach for the truck and trailer routing problem // Journal of the Operational Research Society. 2010. Vol. 61. P. 1168-1180.
13. Lin S., Yu V.F., Chou S. Solving the truck and trailer routing problem based on a simulated annealing heuristic // Computers & Operations Research. 2009. Vol. 36. P. 1683-1692.
14. Jesus Gonzalez-Feliu, Guido Perboli, Roberto Tadei, Daniele Vigo. The two- echelon capacitated vehicle routing problem. 2008.
15. Chang Y., Chen L. Solve the vehicle routing problem with time windows via a genetic algorithm // Discrete and Continuous Dynamical Systems. 2007. P. 240-249.
16. Ropke S., Pisinger D. An adaptive large neighborhood search heuristic for the pickup and delivery problem with time windows // Transportation Science.
2006. Vol. 40. P. 455--472.
17. Pisinger D., Ropke S. A general heuristic for vehicle routing problems // Computers & Operations Research. 2007. Vol. 34. P. 2403--2435.
18. Yaw C., Lin C. Solve the vehicle routing problem with time windows via a genetic algorithm // Discrete and continuous dynamical system supplement.
2007. P. 240-249.
19. Prins C. A simple and effective evolutionary algorithm for the vehicle routing problem // Computer & Operations Research. 2004. Vol. 31. P. 1985-2002.
20. Wayan F.M. Improved simulated annealing for optimization of vehicle routing problem with time windows (VRPTW) // KURSOR Journal. 2014. Vol. 7, No. 3. P. 109-116.
21. Perboli G., Tadei R., Vigo D. The two-echelon capacitated vehicle routing problem: models and math-based heuristics // Transportation Science. 2011. Vol. 45, P. 364--380.
22. Mehmet S., Jacqueline M., Tolga B. The time-dependent two-echelon capacitated vehicle routing problem with environmental considerations // Production Economics. 2015. Vol. 164. P. 366-378.