车辆路径问题VRP一般定义为:对一系列装货点和卸货点,组织适当的行车线路,使车辆有序地通过它们,在满足一定的约束条件如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等下,达到一定问题的目标如路程最短、费用最少、时间尽量少、使用车辆数尽量少等。
目前有关VRP的研究已经可以表示(如图1)为:给定一个或多个中心点(中心仓库,ce
traldepot)、一个车辆集合和一个顾客集合,车辆和顾客各有自己的属性,每辆车都有容量,所装载货物不能超过它的容量。起初车辆都在中心点,顾客在空间任意分布,车把货物从车库运送到每一个顾客(或从每个顾客处把货物运到车库),要求满足顾客的需求,车辆最后返回车库,每个顾客只能被服务一次,怎样才能使运输费用最小。而顾客的需求或已知、或随机、或以时间规律变化。
图1VRP示意图一、在VRP中,最常见的约束条件有
1容量约束:任意车辆路径的总重量不能超过该车辆的能力负
f荷。引出带容量约束的车辆路径问题CapacitatedVehicleRouti
gProblem,CVRP。
2优先约束:引出优先约束车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithprecede
ceCo
strai
ts,VRPPC。
3车型约束:引出多车型车辆路径问题MixedHeteroge
eousFleetVehicleRouti
gProblem,MFVRPHFVRP。
4时间窗约束:包括硬时间窗HardTimewi
dows和软时间窗SoftTimewi
dows约束。引出带时间窗包括硬时间窗和软时间窗的车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithTimewi
dows,VRPTW。
5相容性约束:引出相容性约束车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithCompatibilityCo
strai
ts,VRPCC。
6随机需求:引出随机需求车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithStochasticDema
d,VRPSD。
7开路:引出开路车辆路径问题Ope
VehicleRouti
gProblem。
8多运输中心:引出多运输中心的车辆路径问题MultiDepotVehicleRouti
gProblem。
9回程运输:引出带回程运输的车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithBackhauls。
10最后时间期限:引出带最后时间期限的车辆路径问题VehicleRouti
gProblemwithTimeDeadli
es。
f11车速随时间变化:引出车速随时间变化的车辆路径问题TimeDepe
de
tVehicleRouti
gProblem。二、CVRP问题描述及其数学模型
CVRP的描述:设某中心车场有k辆车,每辆配送车的最大载重量Q,需要对
个客户节点进行运输配送,每辆车从中心车场出发给若干个客户送货,最终回到中心车场,客户点i的货物需求量是qii12…
,且qiQ。记配送中心编号为0,各客户编号为ii12…
,cij表示客户i到客户j的距离。r