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基于混合蚁群算法的异质车队低碳研究(5)

来源:低碳世界 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-03
作者:网站采编
关键词:
摘要:式中C、T和D分别表示可行解t的碳排放总量、总旅行时间和总旅行路径长度。 5 仿真算例 5.1 算例数据 为验证HFLVRP模型的适用性和算法的有效性,本文采用

式中C、T和D分别表示可行解t的碳排放总量、总旅行时间和总旅行路径长度。

5 仿真算例

5.1 算例数据

为验证HFLVRP模型的适用性和算法的有效性,本文采用计算机随机算例数据的方法,在直径300 km区域内,随机产生30个节点的坐标,如表3,其中节点1为配送中心,坐标(300,300),在区域中心。其他29个节点为客户节点,其需求量为1~15的随机正整数。客户节点接受车辆到达时刻为一个时间窗口,例如(7,12)表示上午7点到中午12点之间可以接受服务,即车辆7点之后可以到达,12点之前必须离开。(0,24)则表示任意时间均可接受服务。

表3 随机产生节点的坐标、需求量和时间窗口images/BZ_250_1279_1788_2262_2638.png

这里假设所有车辆在早上6点出发,并且货物需要在6点开始之后的24小时之内完成配送。

假设节点A到B与节点B到A的路况一致,根据节点坐标计算两点间直线距离,则30个节点共产生435条路径,将这些路径作为两节点间初始的第一条路径,再根据这些路径随机生成柔性路径。首先假设所有路径的平均行驶速度均为75 km/h,且只有一条路径,然后在这些路径中随机选取其中10%,共44条路径(如表4)产生以下变化:

表4 柔性路径的速度和路段长度序号路径速度/(km?h-1)(该速度下路径长度比例/%)速度/(km?h-1)(该速度下路径长度比例/%)序号第二条路径—70 55(12),75(83),45(5)35—45路径第三条路径第三条路径1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0— —1-2 1-9 1-15 1-16 1-23 1-25 1-30 2-4 2-11 2-20 3-8 3-21 3-23 3-27 4-8 4-16 4-25 5-15 6-9 6-14 6-17 7-15 45(30),75(70)第一条路径70 55 55(5),75(79),45(16)7 048 55 50(8),75(92)55 50 60(9),75(76),60(15)65 45(64),75(36)40 55(24),75(70),35(6)60 60 60 50(22),75(78)40(71),75(29)55 50(20),75(61),45(19)40(49),75(51)55(15),75(61),50(24)第二条路径—60—35(23),75(71),45(6)45— —55(9),75(69),40(22)——6——23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 8-9 9-14 9-18 9-25 10-19 10-24 10-28 11-19 11-30 12-19 12-26 13-25 14-24 14-25 17-30 18-25 19-29 20-27 21-30 22-29 24-26 27-30第一条路径40 45(56),75(44)50(18),75(72),50(10)70 40(56),75(44)50(33),75(67)35(8),75(69),50(23)65 40(56),75(44)70(57),75(43)50 35 45(12),75(72),50(16)45 50 40(74),75(26)50(22),75(66),35(12)60 40 40(17),75(61),55(22)50 55(10),75(79),35(11)——4 5 5 —11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 45(15),75(65),50(20)50—35 35 55 60(71),75(29)55(45),75(55)70— ———55(42),75(58)70(69),75(31)——7— —4 0 65(62),75(38)45 70(66),75(34)70—55(68),75(32)50(43),75(57)35 35 65 60(8),75(87),55(5)45(24),75(63),50(13)70(32),75(68)— —— —0— —

(1)有些路径行驶速度改变,变化幅度为35~70之间5的整数倍,例如表4中的路径1-2、1-23等。

(2)有些路径划分为了不同速度的路段,例如表4中的路径3-23,速度“55(24),75(70),35(6)”表示路径分为了三段,第一段行驶速度为55 km/h,路段长度占总路径长度的24%;第二段行驶速度为75 km/h,路段长度占总路径长度的70%;第三段行驶速度为35 km/h,路段长度占总路径长度的6%。

(3)某些节点之间存在柔性路径,即有二条或者三条平均行驶速度不同的路径,例如表4中路径1-9、1-15等。柔性路径的长度绝大部分也不同,其第一条路径为两点间直线距离,第二条或第三条路径的长度按照第一条路径的±15%随机产生,如表5所示。

还有一些路径混合了上述3种变化,为了测算一条路径划分路段与不划分路段,车辆在碳排放量与行驶时间方面的差别,对上述算例中的含有分路段的路径进行了计算分析。同一条路径,分别按照划分路段和不划分路段的方式进行计算。车辆按照路径中所有路段的平均速度行驶,分别选择载重量为5、10、20和30 t的车辆经过所有路段,计算结果表明,与划分路段相比较,若不划分路段,相同的行驶里程,车辆碳排放量差别的绝对值为3.58%~4.61%,车辆行驶时间差别为4.25%。测算结果表明在模型中如果不划分路段,会对优化结果会产生一定影响。

表5 柔性路径的第二、三条路径长度 kmimages/BZ_251_1279_1729_2262_2525.png

5.2 仿真结果

本文以为工具,对HFLVRP模型和ACPSO进行编程和仿真运算。碳排放、旅行时间和里程最小3个优化目标权重系数λ1、λ2和λ3取值均为1。服务手续交接时间取值为0.35 h,装卸搬运时间取值为0.2 h/t。运算规模及模型约束条件等因素的变化会对算法的参数取值产生较大影响,本文采用均匀设计试验[22]的方法来确定AC-PSO中参数取值,初始种群规模设置为600,在更新迭代过程中,权重α和β均取值为1,信息素蒸发率μ取值为0.55,初始退火温度Γ初始取值为2 000,算法的终止条件为:当进行1 000次迭代运算后,算法的适应度函数值不再变化,则算法终止。

文章来源:《低碳世界》 网址: http://www.dtsjzzs.cn/qikandaodu/2021/0303/781.html



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