Μοντελοποίηση και υλοποίηση αλγορίθμων επίλυσης για προβλήματα δρομολόγησης οχημάτων σε έκτακτες καταστάσεις

Abstract

In this phd thesis, we studied the vehicle routing problem for emergency situations in the cold supply chain. We solved the problem with suitable swarm intelligence algorithms. The above problem belongs to the general category of vehicle routing problems (VRP) and specifically belongs to the category of green vehicle routing problem (GVRP), aiming to minimize the cost of the route taking into account the environmental footprint. The aim of the relevant research is to solve the GVRP taking into account the different types of costs incurred during the transport of perishable products.More specific, we considered an application with vehicles with refrigerator mechanism, that transport goods such as food or vaccines, that demands specific required temperature conditions in order to storage and transport with safety. In order to simulate the routes of refrigerated vehicles, we implement the green vehicle routing problem (GVRP) adapting it to the needs of the cold supply chain with an additional constraint of the maximum time that a truck can travel the route.The aim of the problem is to find the best route, the one with the minimum total cost and more specific to find the minimum route cost with other costs that occur from the problem’s structure. For the solution of the problem, we create hybrid variation of swarm intelligence algorithms in combination with local search.

Στη συγκεκριμένη διδακτορική έρευνας μελετήσαμε το πρόβλημα δρομολόγησης οχημάτων που αφορά έκτακτες καταστάσεις για την ψυχρή εφοδιαστική αλυσίδακαι το οποίο επιλύθηκε με την ανάπτυξη κατάλληλων αλγορίθμων. Το σχετικό πρόβλημα ανήκει στην γενική κατηγορία των προβλημάτων δρομολόγησης οχημάτων (VRP) και συγκεκριμένα ανήκει στην κατηγορία του πράσινου προβλήματος δρομολόγησης οχημάτων (GVRP), με στόχο την ελαχιστοποίηση του κόστους της διαδρομής λαμβάνοντας υπόψιν το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Στόχος της σχετικής έρευνας είναι η επίλυση του GVRP λαμβάνοντας υπόψιν τα διάφορα είδη κόστους που προκύπτουν κατά τη μεταφορά ευπαθών προϊόντων. Ειδικότερα θεωρήσαμε μια εφαρμογή με οχήματα που διαθέτουν μηχανισμό ψύξης, τα οποία μεταφέρουν αγαθά όπως τρόφιμα ή εμβόλια, τα οποία απαιτούν συγκεκριμένες συνθήκες για την ασφαλή αποθήκευση και μεταφορά τους. Για την προσομοίωση των διαδρομών που ακολουθούν τα οχήματα με μηχανισμό ψύξης, χρησιμοποιήσαμε το πράσινο πρόβλημα δρομολόγησης οχημάτων (GVRP) προσαρμόζοντας το στις ανάγκες της ψυχρής εφοδιαστικής αλυσίδας με επιπλέον περιορισμό του μέγιστου χρόνου που μπορεί να διαρκέσει ένα δρομολόγιο. Στόχος του προβλήματος αποτελεί η εύρεση η της βέλτιστης διαδρομής, δηλαδή της διαδρομής με το ελάχιστο δυνατό κόστος και συγκεκριμένα η εύρεση του ελάχιστου κόστους διαδρομής ταυτόχρονα με άλλα κόστη που προκύπτουν από τη δομή του προβλήματος.Για την επίλυση του προβλήματος δημιουργήθηκαν υβριδικές παραλλαγές 5 αλγορίθμων εμπνευσμένων από τη φύση σε συνδυασμό με αλγορίθμους τοπικής αναζήτησης.