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果蔬冷链物流运输管理的研究

作　者: 门建婷
导　师: 王以忠
学　校: 天津科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 果蔬 冷链物流 运输 车辆路径规划 蚁群算法 时间窗
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


我国是一个农业大国,农产品物流问题在我国国民经济的发展中有着举足轻重的作用。水果和蔬菜在农产品中占有很大的比重,由于果蔬类农产品含水量高,保鲜期短,极易腐烂变质,从生产、加工、存储到消费的各个环节都极易发生损失,因此有效提高配送效率、降低配送成本是果蔬类农产品物流中的关键之一。合理组织果蔬类农产品配送、规范流通渠道,通过科学的方法来确定合理的配送路线,是配送的重要环节。车辆路径问题(vehicle routing problem, VRP)是一个典型的组合优化问题。它在计算理论上不仅具有重要的理论意义,而且也具有重要的实际应用价值。该问题在很多领域中有广泛的应用。蚁群算法是模仿自然界的蚂蚁行为而发展起来的一种随机搜索方法,它具有较强的鲁棒性、优良的分布式计算机制、易于与其它方法相结合等优点。该算法在车辆路径优化方面得到了广泛的应用。本论文对VRP和蚁群算法进行研究,对VRP进行了分类,并阐述了用于解决VRP的各种优化方法；深入讨论了蚁群算法的基本原理,建立了数学模型,包括转移概率的计算、信息素更新的各种规则、参数的取值范围等。分析了果蔬冷链物流运输的特点,针对果蔬易腐的特点,果蔬配送对服务时间要求较严,提出了果蔬保质期的时间窗,并建立了客户满意度函数,将其作为约束条件对路径优化选择进行制约。本论文针对果蔬在运输过程可能发生特殊情况,需要及时的更改路线,提出了路径再规划问题,使其更符合果蔬物流配送企业车辆路线优化的作业实际。在求解方法上,本论文采用了蚁群算法,根据蚁群算法的一些缺点进行了一定的改进,包括状态转移概率、信息素的更新以及局部最优搜索策略以优化其搜索能力等,并进行了仿真验证。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景  8
  1.2 果蔬冷链物流运输及路径规划  8-12
    1.2.1 果蔬冷链物流  9
    1.2.2 农产品的配送  9-10
    1.2.3 车辆的路径规划  10-11
    1.2.4 蚁群算法  11-12
  1.3 课题研究的主要内容和意义  12-14
    1.3.1 课题研究的主要内容  12
    1.3.2 课题研究的主要意义  12-14
2 车辆路径优化问题  14-20
  2.1 车辆路径优化问题概述  14
  2.2 车辆路径优化问题的研究要素  14-15
  2.3 车辆路径规划问题的分类  15-16
  2.4 车辆路径规划问题的优化方法  16-20
    2.4.1 精确算法  16
    2.4.2 启发式算法  16-20
3 蚁群算法  20-34
  3.1 蚁群算法的概述  20-22
    3.1.1 蚁群算法的群体行为  20-22
    3.1.2 蚁群算法的基本原理  22
  3.2 蚁群算法的实现  22-25
    3.2.1. 蚁群算法的模型  22-24
    3.2.2 蚁群算法的步骤  24-25
  3.3 蚂蚁算法关键技术  25-26
    3.3.1 状态转移规则  25
    3.3.2 禁忌表的动态变化  25
    3.3.3 信息素更新规则  25
    3.3.4 收敛控制  25-26
    3.3.5 参数设置  26
    3.3.6 算法终止条件  26
  3.4 蚁群算法的分析  26-28
    3.4.1 蚁群算法的参数选择  26-28
    3.4.2 蚁群算法的优缺点  28
  3.5 蚁群算法的改进  28-32
    3.5.1 蚁群系统  28-30
    3.5.2 最大-最小蚂蚁系统  30-31
    3.5.3 最优-最差蚂蚁系统  31-32
  3.6 蚁群算法的应用实验  32-34
4 果蔬类农产品物流运输的路径优化  34-51
  4.1 车辆路径问题与旅行商问题的联系与区别  34
  4.2 带约束能力的路径优化  34-36
    4.2.1 基本概念  34-35
    4.2.2 数学模型  35-36
  4.3 带果蔬保质期时间窗的路径优化  36-38
    4.3.1 基本概念  36-38
    4.3.2 数学模型  38
  4.4 带客户满意度的路径优化  38-40
  4.5 算法的设计  40-42
    4.5.1 状态转移规则  40-41
    4.5.2 信息素更新规则  41-42
    4.5.3 算法步骤  42
  4.6 仿真验证  42-51
    4.6.1 带约束能力的路径优化的仿真验证  43-45
    4.6.2 带果蔬保质期时间窗的路径优化的仿真验证  45-48
    4.6.3 带客户满意度的路径优化的仿真验证  48-51
5 果蔬物流运输的路径再规划  51-57
  5.1 问题描述  51-52
    5.1.1 路径再规划问题的描述  51
    5.1.2 路径再规划与VRP的区别  51-52
  5.2 算法的设计  52-53
    5.2.1 局部最优搜索策略  52-53
    5.2.2 算法步骤  53
  5.3 仿真验证  53-57
6 总结  57-58
7 展望  58-59
8 参考文献  59-64
9 攻读硕士学位期间发表论文情况  64-65
10 致谢  65

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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