具有容量限制的车辆路线分配

计算科学 优化 约束优化 图论
2021-12-25 08:24:49

问题背景

我正在尝试找到以下问题的解决方案/模型:

让我们考虑一个蜂窝网络(移动网络,即六边形小区)表示N由...组成的|N|细胞。每个单元格iN有资源能力Ri.

Di,j表示两个相邻单元格中心之间的距离iNjN.

另外,让V是一组由以下组成的车辆|V|汽车。每辆车vV有资源需求rv. 此外,在开始时,每辆车vV位于起始单元格中SvN并且有一个任务要完成,即前往目的地小区DvN通过一些中间细胞。

车辆的使命vV必须在表示的预定义时间开始TSv并且必须在表示的任务完成时间之前结束TEv.

当一辆车vV穿过一个细胞iN,rv资源将从中保留Ri该单元格的资源。

当一辆车vV留下一个细胞iN, 这rv资源将被释放。

假设

  • 我们假设车辆在相邻单元的中心之间行驶。
  • 我们假设一开始,车辆位于资源充足的单元格中。
  • 我们假设每辆车的最大速度为Smaxv

客观的

目标是找到从单元格开始的最短路径 Sv到细胞Dv所有车辆,同时尊重时间和资源限制。

我正在探索一些车辆路由 LP 模型和动态流网络,但它们似乎都不适合我的问题。如果有人可以帮助我解决一些相关的问题、模型、技术或提示来解决这个问题,我将非常感激。

1个回答

我假设变量Di,j,TEv,SmaxvR>0. 以下是我在离散时间步长中对这个问题建模的建议,

定义一个二进制变量yvi(t){0,1}: 车辆v在太空中i有时t. 那么,资源约束可以表示为vVyvi(t)Ri,iN,t0. 时间约束可以表示为,

yvi(t=TEv)={1if i=Dv0otherwise.

定义Y(t)=[yvi(t)]vV,iN{0,1}|V|×|N|T=maxvVTEv. 由于最大速度是固定的,因此可以将问题建模为距离最小化。在这种情况下,目标函数为

minYt=2Tv=1V(Dargi(yvi(t1)==1),argj(yvj(t)==1))

如果您假设离散时间公式,那么我们可以将这些定义用于解决方案。我们还需要在每个时间步为每辆车的可达节点添加约束。

这个问题需要更多关于变量类型的结构,特别是它们所在的空间。例如,时间是离散的还是连续的?是否仅在中的相邻节点上定义?这可以表示为图表吗?如果对所有节点都定义,那么车辆路径与另一个节点空间相交是什么意思。Di,jN