مساله مسيريابي چند هدفه همراه با هزينه بارگيري و تخليه و حل آن با استفاده از الگوريتم فراابتكاري جستجوي پراكنده

A Multi-Objective Scatter Search Algorithm for Solving Multi-Objective Vehicle Routing Problem with Loading Cost and Workload Balancing

مساله ي مسيريابي وسيله ي نقليه (VRP) يكي از مهمترين مسايل علمي در حوزه ي بهينه سازي تركيبي است. بار وسيله ي نقليه در VRP كلاسيك و انواع آن، در طي حمل و نقل ثابت به حساب مي آيد. از آنجايي كه بار وسيله ي نقليه در دنياي واقعي از يك مشتري به مشتري ديگر در مسير حركت فرق دارد؛ لذا مسيريابي وسيله ي نقليه، بدون توجه به اثر هزينه ي بارگيري، به مسيرهاي غيربهينه منجر مي‌شود. از طرف ديگر در مسايل مسيريابي، همواره ممكن است در نهايت با يك عدم توازن در فواصل سفر وسايل نقليه ي مورد استفاده و يا عدم توازن در بارهاي تخصيص يافته به وسايل نقليه مورد استفاده مواجه شويم كه مي تواند منجر به ايجاد نارضايتي در رانندگان و بي عدالتي در پرداخت دستمزد آن ها گردد. در اين مقاله، از يك سو VRP با هزينه ي بارگيري ‌و تخليه بررسي شد و از سوي ديگر با توسعه ي دو تابع هدف، ايجاد توازن در فواصل سفر وسايل نقليه مورد استفاده و هم‏چنين ايجاد توازن در بارهاي تخصيص يافته به وسايل نقليه را به‏طور توام مدنظر قرار داديم. الگوريتم جستجوي پراكنده ي چندهدفه را براي به‏دست آوردن جواب‏هاي بهينه چيره پيشنهاد مي‌كنيم. محاسبات را روي 20 مساله ي متنوع انجام داديم. نتايج محاسبه‌اي نشان داد الگوريتم پيشنهادي برتر از ساير الگوريتم‌ها ازجمله MOPSO و MODE در بيشتر نمونه‌ها و هم‏چنين اكثر شاخص هاي كارايي است.

Abstract The vehicle routing problem (VRP) is an important scientific problem addressed in distribution management. In classical VRP, the vehicle load is often regarded as a constant during transportation; therefore, the loading cost associated with the amount of the load on the vehicle, are neglected in the objective function when optimizing a vehicle routine. However, in real-world, the vehicle load varies from one customer to another in a vehicle route. Thus, the vehicle route without considering the effect of loading cost may lead to sub-optimal routes. In this paper, we investigate VRP with loading, which considers the costs associated with the amount of the load on the vehicle when determining the vehicle routes. This paper presents a new Pareto-based multi-objective approach that uses a Multi-objective Scatter search strategy for solving a multi-objective formulation of the VRP that aims to minimize the total distance of the vehicles used to service the customers, while also minimizing the imbalance of workloads (distances travelled/goods delivered by the vehicles). This new approach is evaluated in comparison with two well-known multi- objective algorithms, MOPSO and MODE. The results obtained when solving a subset of benchmark problems show the good performance of this approach. The results demonstrate that the suggested method is highly competitive.