面向复杂物流配送场景的车辆路径规划多任务辅助进化算法

在现代社会中,复杂物流配送场景的车辆路径规划问题(Vehicle routing problem,VRP)一般带有时间窗约束且需要提供同时取送货的服务.这种复杂物流配送场景的车辆路径规划问题是NP-难问题.当其规模逐渐增大时,一般的数学规划方法难以求解,通常使用启发式方法在限定时间内求得较优解.然而,传统的启发式方法从原大规模问题直接开始搜索,无法利用先前相关的优化知识,导致收敛速度较慢.因此,提出面向复杂物流配送场景的车辆路径规划多任务辅助进化算法(Multitask-based assisted evolutionary algorithm,MBEA),通过使用迁移优化方法加快算法收敛速度,其主要思想是通过构造多个简单且相似的子任务用于辅助优化原大规模问题.首先从原大规模问题中随机选择一部分客户订单用于构建多个不同的相似优化子任务,然后使用进化多任务(Evolutional multitasking,EMT)方法用于生成原大规模问题和优化子任务的候选解.由于优化子任务相对简单且与原大规模问题相似,其搜索得到的路径特征可以通过任务之间的知识迁移辅助优化原大规模问题,从而加快其求解速度.最后,提出的算法在京东物流公司快递取送货数据集上进行验证,其路径规划效果优于当前最新提出的路径规划算法.

考虑资源传递时间的多项目调度问题

现有多项目调度研究一般假定执行项目所用的资源在各项目之间传递时不需要花费时间和成本,这与许多实际情况不吻合。为缩小理论研究与实际情况的差距,提出一种考虑资源传递时间并以多项目总工期及各个项目工期的加权和最短为目标的多项目调度模型,该模型同时考虑了资源传递时间约束以及资源传递数量约束。提出一种基于三级启发式规则解码的改进遗传算法,通过实例计算并将结果与其他算法进行比较,验证了算法的有效性。

考虑资源转移时间的资源受限项目调度问题的算法

现有项目调度问题的研究一般假设资源在任务间转移不需要时间,但这一假设与很多实际情况不相符,本文在资源受限项目调度问题(Resource-constrained project scheduling problem,RCPSP)中引入资源转移时间,以最小化项目工期为目标,建立了考虑资源转移时间的资源受限项目调度问题的数学模型.为改善遗传算法在局部搜索能力方面的不足,提出将分支定界法与遗传算法相结合,构造了一种内嵌分支定界寻优搜索的遗传算法,在保证算法全局搜索能力的前提下提升局部精确搜索能力.同时,对于遗传算法,为了适应算法结构提出了一种基于任务绝对顺序的编码策略.数据实验表明,对于小规模问题可获得近似精确解,对于大规模问题相较现有文献所提算法,在算法求解精度上可提升10%.

多项目调度问题研究

现有多项目调度研究一般都基于不切实际的假定——资源在多个项目间进行传递时不需要花费额外的时间和成本。在对传递时间进行分析的基础上,建立了考虑资源传递时间的多项目调度问题的数学模型,并针对模型设计了结合并行调度的混合遗传算法,在保证项目任务紧前关系与资源约束的条件下,能够合理优化多项目的资源分配,从而有效地缩短多项目的总工期,通过实例验证了考虑传递时间的必要性,同时实例也证明了算法的有效性。

多体系统传递矩阵法不须进行违约修正的验证

对一含有完整约束的多体系统在平面、空间中的运动规律进行了计算机仿真研究．采用通常动力学方 法，以卡尔丹角作为位置角建立和求解动力学方程，并对进行和不进行违约修正的仿真结果进行了比较．然后 采用多体系统离散时间传递矩阵法进行了计算机仿真．仿真结果表明多体系统传递矩阵法在不进行违约修正 的情况下，仍能保证完整约束不被违反．与通常动力学方法相比，多体系统传递矩阵法不需进行违约修正．

中小城市直达公交网络优化

为了在非直达需求均能满足最少换乘的基础上进一步提高公交网络的直达率,建立了以直达率最大化和直达总时间最小化为目标的直达公交网络优化模型。与现有的研究相比,增加了换乘次数最小化约束,并采用具有遗传迭代机制的元启发式算法求解模型。利用Floyd算法求解初始网络最短路径,经线路删减、合并等操作后作为初始公交网络,使得模型具有高质量的初始解;通过space P法建模计算网络总换乘次数,在原有发车频率、最大车辆配备数、线路长度等约束下增加换乘次数最小化约束,采用频率共享规则进行客流分配,并与现有研究结果进行对比。结果表明,对于4条线路的Mandl’s Swiss网络,在不考虑发车频率优化时,直达率较现有研究的试验1、2、3分别提高9.7%、8.41%和0.39%。

基于转移时间约束的异面圆锥曲线变轨算法

在圆锥曲线转移轨道Lagrange方程的基础上,分析了双曲线和多圈飞行椭圆轨道的转移时间与半长轴的几何关系,以及椭圆转移问题的虚焦点位置对长程、短程轨道的约束。给出了一种与初始速度方向相关的转移角定义,以及一种基于Lagrange方程的圆锥曲线变轨计算方法,随后提出了一种以半长轴为迭代变量的变轨算法。通过异面椭圆和双曲线转移两个实例,验证了该算法与Vaughan算法具有相同结果,并具有明确的几何意义。

约束条件下中国农业生产要素配置均衡的演变与突破

从集体化时期以劳动力使用低效化、土地资本要素使用政府指令化为特征,演变到现在以劳动力兼业化、土地细碎分散化、资本投入有限性为特征,中国农业生产要素配置均衡状态得到了优化;农业经济运行机制中,生产要素配置基本手段从以计划为主向以市场为主的过渡是配置优化的关键。但现有农业生产要素配置均衡状态仍存在矛盾和冲突;而突破现有均衡状态的关键,在于通过提高农村基础和职业教育保障水平、完善农村社会保障体系、强化农村土地承包权的物权属性等促进农村土地更大范围的流转,以打破兼业化的劳动力要素配置模式。

基于航班特性的机场航班时刻优化问题研究

民航运输业务的增长和飞行流量的区域集中性加大了机场产生冲突的几率。制定一个能充分利用资源、满足乘客出行需求的航班时刻表,可减轻机场高峰时段运输压力,提高安全水平。通过宏观分析现有航班时刻资源配置缺陷,提出整合时隙资源的有效对策。研究国内与国际航班的不同特性,确定了以国内航班最大化效益、国际航班最大中转效率为目标,以空域结构、机场容量和航班的连续性限制作为约束的航班时刻优化整数规划模型,用遗传算法寻求较优解。通过对南京禄口国际机场的实例分析,将国内航班收益提高了原始航班收益的36.3%,同时增强机场国际航班的中转联程效率,验证了模型和算法在提高机场航班时刻利用率和基础设施设备使用效率等方面的实用性。