Магістерська дисертація: 112 с., 12 рис., 20 табл., 1 додаток, 36 джерел.
Актуальність. Проведені у Великобританії дослідження показали, що у вартості продукту, який потрапив до кінцевого споживача, до 70% складають витрати, що так чи інакше пов’язані з логістичними операціями. З огляду на це обслуговування доріг стає необхідним процесом, що спрямований на підтримання належного технічного стану доріг та надання можливості швидкого та безпечного переміщення транспортних засобів задля уникнення аварійних ситуацій і т. ін. Отже, обслуговування доріг потребує якісного планування маршрутів для спеціалізованої дорожньої техніки.
Математичне формулювання цієї задачі відоме як задача маршрутизації по дугам (Arc Routing Problem), що є підмножиною задач маршрутизації транспортних засобів (Vehicle Routing Problem). Існує багато розроблених математичних моделей вищезазначеної задачі, проте врахування додаткових умов часто призводить до створення нової моделі і відповідно пошуку нового або модифікації існуючого методу розв’язання. Робота присвячена дослідженню та розробці методу розв’язання задачі ARP.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась на кафедрі автоматизованих систем обробки інформації та управління Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського» в рамках теми «Ефективні методи розв'язання задач теорії розкладів» (№ ДР 0117U000919).
Мета і завдання дослідження. Метою є підвищення якості процесів обслуговування доріг міста за рахунок мінімізації часу проходження транспортними засобами запланованих шляхів сполучень (із врахуванням обмежень на директивні терміни виконання робіт та місткість машин).
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:
– дослідити предметне середовище та особливості його функціонування;
– провести аналіз відомих результатів розв’язання задачі маршрутизації транспортних засобів по дугам;
– сформулювати постановку задачі мінімаксу k-китайських листонош з врахуванням директивних термінів виконання робіт та місткості машин;
– розробити модифікований алгоритм сформульованої задачі та дослідити його ефективність;
– розробити інформаційну систему планування обслуговування доріг міста.
Об’єкт дослідження – логістичні процеси обслуговування доріг.
Предмет дослідження – задачі побудови маршрутів транспортних засобів, що орієнтовані на проходження шляхів сполучень та враховують директивні терміни виконання робіт та місткість машин.
Методи дослідження, застосовані в роботі, базуються на методах дослідження операцій, евристичних та метаевристичних алгоритмах.
Наукова новизна отриманих результатів полягає у модифікації та використанні в складі інформаційної системи алгоритму розв’язання задачі маршрутизації по дугам.
Публікації. Матеріали роботи опубліковані у науковому журналі «Paradigm of Knowledge» та тезах доповіді Тринадцятої міжнародної науково-практичної конференції «Математичне та імітаційне моделювання систем. МОДС 2018» та ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених та студентів «Інформаційні системи та технології управління» (ІСТУ-2019).Master dissertation: 112 pp., 12 fig., 20 tab., 1 app., 36 sources.
The relevance. Researchs in the UK have shown that up to 70% of the cost of a product that reaches the end consumer are the costs associated with logistics operations in one way or another. In view of this, road maintenance becomes a necessary process aimed to maintain the good condition of roads and enabling the rapid and safe movement of vehicles to avoid emergencies, etc. Therefore, road maintenance requires quality route planning for specialized road technics.
The mathematical model of this problem is known as the Arc Routing Problem, which is a subset of Vehicle Routing Problems. There are many mathematical models developed for the above problem, but taking into account additional conditions often leads to the creation of a new model and, accordingly, finding a new one or modifying an existing method of solving. The work is devoted to researching and developing the algorithm for solving the ARP problem.
Relationship of work with scientific programs, plans, themes. The work was done at the department of computer-aided management and data processing systems of the National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» within the theme «Effective methods for solving problems of scheduling theory» (№ DR 0117U000919).
Purpose and objects of the research. The goal of the research is to improve the quality of road maintenance processes in the city districts by minimizing the transit time of all routes and taking into account restrictions on car capacity and deadline classes of the work.
The following tasks need be solved to achieve these tasks:
– to investigate the subject environment and peculiarities of its functioning;
– to analyze the known results of solving the arc routing problem;
– create the formulation of the Min-Max Capacitated k-Chinese Postman Problem with Deadline Classes;
– to develop the modified algorithm of the formulated problem and to investigate its effectiveness;
– to develop the information system for city road maintenance planning.
The object of the research – logistic processes of road maintenance.
The subject of the research – vehicle routing problem, which is oriented on the passing of routes by vehicles and takes into account the deadline classes of the work and the capacity of cars.
Methods of the research, used in the paper, are based on operations research methods, heuristic and metaheuristic algorithms.
Scientific novelty of the results is the modification of the algorithm for solving the arc routing problem and the use of this algorithm within the information system.
Publications. The results of the research were published in the scientific journal «Paradigm of Knowledge», at the materials of the XIII International scientific and practical conference «Mathematical Modeling and Simulation of Systems. MODS 2018» and III Ukrainian scientific and practical conference of young scientists and students "Information Systems and Management Technologies" (ISTU-2019)
