Model for route planning of freight buses

This paper introduces freight buses as a novel solution for city logistics, aiming to replace other freighters currently operated by various private logistics firms within city centers. The focus lies on investigating the route planning challenge associated with integrating freight buses into an city distribution framework. Each freight bus follows a predefined route, repeatedly traversing from a distribution center to multiple depots before returning to the distribution center. All depots are serviced by multiple freight buses on a consistent basis. This route planning problem presents a fresh iteration of the periodic vehicle routing problem. To tackle this challenge, the paper proposes a Mixed-Integer Linear Programming model, serving as a fundamental framework for future research endeavors concerning freight buses

RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS COM BACKHAULS COM HEURÍSTICA BASEADA EM BUSCA LOCAL

Este trabalho apresenta uma heurística para resolução do Problema de Roteamento de Veículos com Backhauls. Este é um problema de coleta e entrega, no qual as demandas de entrega devem ser atendidas antes das demandas de coleta. O algoritmo proposto é baseado na metaheurística Iterated Local Search (ILS). Para encontrar uma solução inicial para o problema, é apresentado um novo método que transforma o problema abordado em dois Problemas de Roteamento de Veículos Capacitado. Um deles contendo apenas os pontos de demanda de entrega e, o outro, os pontos de coleta. Dada as rotas encontradas após resolução dos dois problemas, busca-se uma melhor forma de unir as duas soluções utilizando um algoritmo de atribuição. Em seguida, diversos mecanismos de busca local e perturbação são aplicados à solução inicial. Os testes realizados em instâncias encontradas na literatura revelam a efetividade do algoritmo proposto

An artificial bee colony algorithm for the vehicle routing problem with backhauls and time windows

The vehicle routing problem with backhauls and time windows (VRPBTW) aims to find a feasible vehicle route that minimizes the total traveling distance while imposing capacity, backhaul, and time-window constraints. We present an enhanced artificial bee colony algorithm (EABCA), which is a meta-heuristic, to solve this problem. Three strategies - a forbidden list, the sequential search for onlookers, and the combination of 1-move intra-route exchange and λ-interchange technique - are introduced for EABCA. The proposed method was tested on a set of benchmark instances. The computational results show that the EABCA can produce better solutions than the basic ABCA, and it discovered many new best-known solutions

Heuristic algorithms for a vehicle routing problem with simultaneous delivery and pickup and time windows in home health care

International audienceThis paper addresses a vehicle scheduling problem encountered in home health care logistics. It concerns the delivery of drugs and medical devices from the home care company's pharmacy to patients' homes, delivery of special drugs from a hospital to patients, pickup of bio samples and unused drugs and medical devices from patients. The problem can be considered as a special vehicle routing problem with simultaneous delivery and pickup and time windows, with four types of demands: delivery from depot to patient, delivery from a hospital to patient, pickup from a patient to depot and pickup from a patient to a medical lab. Each patient is visited by one vehicle and each vehicle visits each node at most once. Patients are associated with time windows and vehicles with capacity. Two mixed-integer programming models are proposed. We then propose a Genetic Algorithm (GA) and a Tabu Search (TS) method. The GA is based on a permutation chromosome, a split procedure and local search. The TS is based on route assignment attributes of patients, an augmented cost function, route re-optimization, and attribute-based aspiration levels. These approaches are tested on test instances derived from existing VRPTW benchmarks

Vehicle Routing Problems with Fuel Consumption and Stochastic Travel Speeds

Conventional vehicle routing problems (VRP) always assume that the vehicle travel speed is fixed or time-dependent on arcs. However, due to the uncertainty of weather, traffic conditions, and other random factors, it is not appropriate to set travel speeds to fixed constants in advance. Consequently, we propose a mathematic model for calculating expected fuel consumption and fixed vehicle cost where average speed is assumed to obey normal distribution on each arc which is more realistic than the existing model. For small-scaled problems, we make a linear transformation and solve them by existing solver CPLEX, while, for large-scaled problems, an improved simulated annealing (ISA) algorithm is constructed. Finally, instances from real road networks of England are performed with the ISA algorithm. Computational results show that our ISA algorithm performs well in a reasonable amount of time. We also find that when taking stochastic speeds into consideration, the fuel consumption is always larger than that with fixed speed model

Modifying Regeneration Mutation and Hybridising Clonal Selection for Evolutionary Algorithms Based Timetabling Tool

This paper outlines the development of a new evolutionary algorithms based timetabling (EAT) tool for solving course scheduling problems that include a genetic algorithm (GA) and a memetic algorithm (MA). Reproduction processes may generate infeasible solutions. Previous research has used repair processes that have been applied after a population of chromosomes has been generated. This research developed a new approach which (i) modified the genetic operators to prevent the creation of infeasible solutions before chromosomes were added to the population; (ii) included the clonal selection algorithm (CSA); and the elitist strategy (ES) to improve the quality of the solutions produced. This approach was adopted by both the GA and MA within the EAT. The MA was further modified to include hill climbing local search. The EAT program was tested using 14 benchmark timetabling problems from the literature using a sequential experimental design, which included a fractional factorial screening experiment. Experiments were conducted to (i) test the performance of the proposed modified algorithms; (ii) identify which factors and interactions were statistically significant; (iii) identify appropriate parameters for the GA and MA; and (iv) compare the performance of the various hybrid algorithms. The genetic algorithm with modified genetic operators produced an average improvement of over 50%

Algoritmos de solución para el problema multidepósito y multiobjetivo de ruteo de vehículos considerando recogida de productos y restricción de precedencia

En esta tesis se presenta la aplicación de diferentes técnicas heurísticas y metaheurísticas para la solución del problema de ruteo de vehículos con restricción de precedencia, heurísticas como el vecino más cercano y la del ahorro con inserción secuencial, y metaheurísticas como búsqueda tabú y optimización por colonia de hormigas son utilizadas y ajustadas para resolver eficientemente diferentes variantes del problema de ruteo de vehículos con entrega y recogida de paquetes con restricción de precedencia, considerando el caso monodepósito y multidepósito, mono y multiobjetivo. Cada ruta realizada consta de una sub-ruta en la que se realiza sólo la tarea de entrega y otra sub-ruta en la que se realiza sólo el proceso de recolección, esta última se inicia solo cuando el vehículo está vacío. Los algoritmos y metaheurísticas propuestas tratan de encontrar el mejor orden para visitar a los clientes en cada ruta realizada. Además, el enfoque propuesto determina la mejor conexión entre los sub-rutas de entrega y recogida, con el fin de obtener una solución global minimizando el número de vehículos, la distancia recorrida, el tiempo empleado y la cantidad de energía consumida por los vehículos. El estudio multiobjetivo permitió encontrar un conjunto de soluciones ordenadas en los frentes de Pareto considerando el concepto de dominancia. Adicionalmente, para el modelo multiobjetivo, se plantea la metodología de ponderaciones de los valores de cada función objetivo se selecciona una alternativa de solución con dominancia en el número de vehículos usados. La eficacia del enfoque propuesto se examina teniendo en cuenta un conjunto de casos adaptados de la literatura. También, se propone un modelo exacto, el cual es resuelto mediante la técnica de rutas abiertas con enlace óptimo. Los resultados computacionales muestran resultados de alta calidad en tiempos de procesamiento competitivos. Los resultados computacionales se comparan con los existentes en la literatura especializada y entre los diferentes algoritmos propuestos. Por último, se presentan las conclusiones y sugerencias para trabajos futuros

Algoritmos de solución para el problema multidepósito y multiobjetivo de ruteo de vehículos considerando recogida de productos y restricción de precedencia

En esta tesis se presenta la aplicación de diferentes técnicas heurísticas y metaheurísticas para la solución del problema de ruteo de vehículos con restricción de precedencia, heurísticas como el vecino más cercano y la del ahorro con inserción secuencial, y metaheurísticas como búsqueda tabú y optimización por colonia de hormigas son utilizadas y ajustadas para resolver eficientemente diferentes variantes del problema de ruteo de vehículos con entrega y recogida de paquetes con restricción de precedencia, considerando el caso monodepósito y multidepósito, mono y multiobjetivo. Cada ruta realizada consta de una sub-ruta en la que se realiza sólo la tarea de entrega y otra sub-ruta en la que se realiza sólo el proceso de recolección, esta última se inicia solo cuando el vehículo está vacío. Los algoritmos y metaheurísticas propuestas tratan de encontrar el mejor orden para visitar a los clientes en cada ruta realizada. Además, el enfoque propuesto determina la mejor conexión entre los sub-rutas de entrega y recogida, con el fin de obtener una solución global minimizando el número de vehículos, la distancia recorrida, el tiempo empleado y la cantidad de energía consumida por los vehículos. El estudio multiobjetivo permitió encontrar un conjunto de soluciones ordenadas en los frentes de Pareto considerando el concepto de dominancia. Adicionalmente, para el modelo multiobjetivo, se plantea la metodología de ponderaciones de los valores de cada función objetivo se selecciona una alternativa de solución con dominancia en el número de vehículos usados. La eficacia del enfoque propuesto se examina teniendo en cuenta un conjunto de casos adaptados de la literatura. También, se propone un modelo exacto, el cual es resuelto mediante la técnica de rutas abiertas con enlace óptimo. Los resultados computacionales muestran resultados de alta calidad en tiempos de procesamiento competitivos. Los resultados computacionales se comparan con los existentes en la literatura especializada y entre los diferentes algoritmos propuestos. Por último, se presentan las conclusiones y sugerencias para trabajos futuros

Parcel Transportation Services: Performance Evaluation and Improvement Using Markov Models

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH