Aplikace heuristiky SWARM pro úlohu VRP s časovými okny

Bc. Martin Klabeneš

Master's thesis

SWARM heuristic application for VRP with time windows

Abstract:

Vehicle Routing Problem, do českého jazyka překládaný jako víceokruhový dopravní problém patří mezi skupinu logistických úloh, které se věnuje operační výzkum. Tyto úlohy jsou sice řešitelné metodami celočíselného programování, avšak jen pro úlohy malého rozsahu. Proto se místo tzv. exaktních metod používají heuristické algoritmy. V této práci bude cílem naprogramovat aplikací pro řešení VRP založenou na Particle Swarm optimalizaci. PSO je jednou z nejnovějších heuristik a její ideje jsou inspirovány chováním letících ptáků. Základem pro rozdělení zákazníků do sektorů obsluhovaných jedním vozidlem bude dělení do kruhových výsečí, tzv. Wheel algoritmus. Nejdůležitější části metodiky budou detailně popsány, resp. prezentovány jejich kódy a digramy tříd definované ve vývojovém prostředí IntelliJ IDEA a jazyku Java. K posouzení kvality vytvořené aplikace budou provedeny výpočty v Solomonových testovacích úlohách. Experimentální část umožní vybrat vhodné vstupní parametry algoritmu.

Abstract:

Vehicle Routing Problem belongs to the group of logistical problems devoted to operational research. Although these tasks are solvable by integer programming methods, they are only solvable for small-dimensional problems. Therefore, heuristic algorithms are used instead of so-called exact methods. In this work, the goal will be to programme an application for VRP solutions based on Particle Swarm optimization. PSO is one of the newest heuristics and its ideas are inspired by the behaviour of flying birds. The Wheel algorithm, which is based on dividing customers into arc slide sectors and serving these sector customers with one vehicle. The most important parts of the methodology will be described in detail or presented with their codes and class diagrams as defined in the IntelliJ IDEA development environment and Java language. To assess the quality of the application created, calculations will be performed on Solomon testing problems. This experimental part will also allow you to select the appropriate settings for the algorithm's input parameters.

Keywords

víceokruhový dopravní problém, problém obchodního cestujícího, optimalizace hejnem částic

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 8. 2021

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jaroslav Marek, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Master programme / field:
Information Technology / Information Technology