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基于改进帝国竞争算法的电动汽车物流配送路径规划
| 论文题名： | 基于改进帝国竞争算法的电动汽车物流配送路径规划 |
| 关键词： | 电动汽车;物流配送;路径规划;帝国竞争算法;多目标优化 |
| 摘要： | 随着我国经济社会的快速发展，电子商务的规模也实现了极大飞跃，带动城市物流配送的业务量逐年增加。电动汽车凭借其节能环保的优势，在城市物流配送领域的使用率逐年增加。受单次充电续航里程的性能所限，电动汽车与传统燃油汽车的物流配送路径规划问题有所不同，其相关研究方兴未艾，针对该问题的探索对于智能物流及绿色配送等方面，具有一定的理论意义和实用价值。 本文将电动汽车的物流配送问题分解为顶层的配送中心到配送点，以及底层的配送点到客户的两层路径规划问题。在现有相关模型的基础上，考虑配送成本最小和配送时间最短，建立了多目标的电动汽车物流配送路径规划数学模型。 为了更好地对该模型进行求解，基于帝国竞争算法(Imperialistcompetitivealgorithm,ICA)，针对其收敛速度慢，易陷入局部最优的缺点，给出相应的改进，提出了一种改进的帝国竞争算法(Improvedimperialistcompetitivealgorithm,IICA)。基于此类属离散的路径规划问题，首先对传统的ICA算法进行离散化处理，随后通过引入免疫代价函数概念和基于自适应参数的并行策略，以及借鉴模拟退火思想改进帝国强化环节等措施，提高了算法的整体性能。具体地，引入免疫代价函数的概念，有效抑制算法早熟。借鉴模拟退火思想改进帝国强化，使算法以一定概率接受较差解，增强了算法跳出局部最优的能力。基于自适应参数的并行策略，使算法在前期能尽可能维持种群多样性，后期加快收敛速度。将所提算法用于求解不同规模的旅行商问题，并与文献中算法给出的相关结果进行对比分析，验证了其可行性和有效性。 最后将所提模型与算法用于实际问题的规划与仿真之中。以圆通速递有限公司在杭州市下沙区物流配送的两层路径规划问题为工程背景，基于逼近理想解排序法，将采用电动汽车配送与燃油汽车配送所得不同路径规划方案的相关成本进行对比分析，定量说明了采用电动汽车进行物流配送的优势，可在保证低碳环保的同时，为物流企业节省相当的运营成本。并且，求解所提多目标路径规划模型能够得到一组对应不同策略优化方案的Pareto非劣解，可供物流企业根据自身实际需求进行选择，提高了求解的多样性，也赋予了企业相关决策的自由和便利。以上，进一步验证了所提模型与改进算法能够有效求解此类物流配送路径规划问题。 本文的工作能够为物流企业提供绿色高效的配送方案，为电动汽车在物流配送领域的应用提供理论与技术支撑，相关研究为其他类似的路径规划问题提供了参考与借鉴。 |
| 作者： | 徐晨 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 李广强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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