【算法应用】基于鲸鱼优化算法WOA求解VRPTW问题

目录


1.鲸鱼优化算法WOA原理

SCI二区|鲸鱼优化算法(WOA)原理及实现

2.VRPTW数学模型

VRPTW问题基于VRP问题,每个客户点都有一个时间窗口,表示可以在某个时间范围内访问。目标是在满足时间窗口和车辆容量限制的情况下,最小化总行驶距离或成本。

目标函数定义为车辆使用数量与总距离之和:
min ⁡ 1000 ∑ k ∈ K ∑ j ∈ Δ + ( 0 ) x 0 j k + ∑ k ∈ K ∑ ( i , j ) ∈ A c i j x i j k + \min1000\sum_{k\in K}\sum_{j\in\Delta^{+}(0)}x_{0jk}+\sum_{k\in K}\sum_{(i,j)\in A}c_{ij}x_{ijk^{+}} min1000k∈K∑j∈Δ+(0)∑x0jk+k∈K∑(i,j)∈A∑cijxijk+

每个用户只能被一辆车访问:
∑ k ∈ K ∑ j ∈ Δ + ( i ) x i j k = 1 ∀ i ∈ N \sum_{k\in K}\sum_{j\in\Delta^{+}(i)}x_{ijk}=1\quad\forall i\in N k∈K∑j∈Δ+(i)∑xijk=1∀i∈N

流量限制:
∑ j ∈ Δ + ( 0 ) x 0 j k = 1 ∀ k ∈ K \sum_{j\in\Delta^{+}(0)}x_{0jk}=1\quad\forall k\in K j∈Δ+(0)∑x0jk=1∀k∈K
∑ i ∈ Δ − ( j ) x i j k − ∑ i ∈ Δ + ( j ) x i i k = 0 ∀ k ∈ K , ∀ j ∈ N \sum_{i\in\Delta^{-}(j)}x_{ijk}-\sum_{i\in\Delta^{+}(j)}x_{iik}=0\quad\forall k\in K,\forall j\in N i∈Δ−(j)∑xijk−i∈Δ+(j)∑xiik=0∀k∈K,∀j∈N
∑ i ∈ Δ − ( n + 1 ) x i , n + 1 , k = 1 ∀ k ∈ K \sum_{i\in\Delta^{-}(n+1)}x_{i,n+1,k}=1\quad\forall k\in K i∈Δ−(n+1)∑xi,n+1,k=1∀k∈K

硬时间窗约束:
w i k + s i + t i j − w j k ≤ ( 1 − x i j k ) M i j , ∀ k ∈ K , ∀ ( i , j ) ∈ A w_{ik}+s_{i}+t_{ij}-w_{jk}\leq(1-x_{ijk})M_{ij},\forall k\in K,\forall(i,j)\in A wik+si+tij−wjk≤(1−xijk)Mij,∀k∈K,∀(i,j)∈A
a i ( ∑ j ∈ Δ + ( i ) x i j k ) ≤ w i k ≤ b i ( ∑ j ∈ Δ + ( i ) x i j k ) ∀ k ∈ K , ∀ i ∈ N a_{i}\left(\sum_{j\in\Delta^{+}(i)}x_{ijk}\right)\leq w_{ik}\leq b_{i}\left(\sum_{j\in\Delta^{+}(i)}x_{ijk}\right)\quad\forall k\in K,\forall i\in N ai j∈Δ+(i)∑xijk ≤wik≤bi j∈Δ+(i)∑xijk ∀k∈K,∀i∈N

E ≤ w i k ≤ L ∀ k ∈ K , ∀ i ∈ { 0 , n + 1 } E\leq w_{ik}\leq L\quad\forall k\in K,\forall i\in\{0,n+1\} E≤wik≤L∀k∈K,∀i∈{0,n+1}

载重约束:
∑ i ∈ N d i ∑ j ∈ Δ + ( i ) x i j k ≤ C ∀ k ∈ K \sum_{i\in N}d_{i}\sum_{j\in\Delta^{+}(i)}x_{ijk}\leq C\quad\forall k\in K i∈N∑dij∈Δ+(i)∑xijk≤C∀k∈K

3.结果展示


4.参考文献

1\] 李琳, 刘士新, 唐加福. 改进的蚁群算法求解带时间窗的车辆路径问题\[J\]. 控制与决策, 2010(09):102-106. ### 5.代码获取 ### 6.读者交流

相关推荐
小O的算法实验室6 小时前
2025年IEEE TETCI SCI2区,一种用于二次无约束二进制优化的协同神经动力学算法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室1 天前
2025年SEVC SCI2区,基于强化学习辅助粒子群算法的污水处理厂进水流量估算及出水调度问题研究,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室3 天前
2026年SEVC SCI2区,面向城市 V2X 网络的RSU部署与UAV调度风险感知层级多目标规划,深度解析+性能实测
论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室6 天前
2026年IEEE TNSE SCI2区,基于预测的双阶段分布式任务分配方法+搜救场景中最大化任务分配,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室7 天前
2026年IEEE TCYB SCI1区TOP,电动采摘机器人多目标任务分配:一种分层路径重构方法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室9 天前
2026年EAAI SCI1区TOP,基于LLM驱动的多群粒子群算法动态通信策略生成方法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室11 天前
2025年IEEE TSMCS SCI1区TOP,面向异构多点动态聚合的多阶段粒子群算法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室25 天前
2024年IEEE TII SCI1区TOP,面向动态多目标多AUV路径规划的协同进化计算算法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室1 个月前
2026年IEEE TAI,基于代理辅助双层优化的多次访问协同卡车-无人机路径规划,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
小O的算法实验室1 个月前
2026年IEEE TCYB SCI1区TOP,少即是多:一种用于大规模优化的小规模学习粒子群算法,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进