Um algoritmo híbrido para os problemas de roteamento de veículos estático e dinâmico com janela de tempo

• Autor(a) principal: Guilherme Bastos Alvarenga
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RVMR-6EAKH8
• topic: Roteamento de veículos; Logística; Otimização matemática; Algoritmos de computador; Computação; Transporte rodoviário Processamento de dados; Transporte rodoviário Controle automático

O Problema de Roteamento de Veículos com Janela de Tempo (PRVJT) estático é um dos problemas bem conhecidos em otimização combinatória que mais tem recebido atenção nos últimos anos. O objetivo do problema é planejar rotas para uma frota de veículos, sem violação das restrições de tempo e capacidade, minimizando custos. Os custos normalmente estão relacionados à distância total percorrida, ao número de veículos necessário ao atendimento, ao tempo total de espera dos veículos nos consumidores ou à combinação destes. O Problema de Roteamento de Veículos Dinâmico com Janela de Tempo (PRVDJT), por outro lado, é uma generalização do anterior onde parte das informações relevantes são conhecidas somente após o início do processo de otimização.Métodos exatos têm sido normalmente propostos para a versão estática do PRVJT. Melhores resultados com este tipo de método têm sido possível devido ao uso de modernas técnicas de planos de corte (branch-and-cut) e implementações paralelas. Entretanto, 23 dos 56 problemas de Solomon continuam em aberto. Adicionalmente, em muitos casos um tempo proibitivo é necessário para encontrar a solução exata. Muitas heurísticas têm sido desenvolvidas para possibilitar uma solução de boa qualidade dentro de um intervalo aceitável de processamento. Utilizando a distância total percorrida como único objetivo, uma abordagem híbrida é proposta neste trabalho para o PRVJT, utilizando um eficiente algoritmo genético combinado com uma formulação do problema por particionamento de conjunto. Testes foram realizados utilizando cálculos com dupla precisão e com inteiros, possibilitando comparar os resultados com aqueles anteriores, gerados por métodos exatos e heurísticas. Os resultados computacionais mostram que a heurística proposta supera todas as anteriores em termos de distância total percorrida. Os resultados utilizando cálculos com inteiros também são muito competitivos, comparados aos ótimos conhecidos na literatura.Entretanto, a maioria das heurísticas utilizam a redução do número de veículos como primeiro objetivo e a distância total percorrida somente como segundo, sujeito ao primeiro. Uma fase adicional foi então proposta minimizando o número de veículos. Uma seleção baseada em um processo de torneio utilizando critérios hierárquicos foi proposta para o algoritmo genético. Todos os melhores resultados da literatura em termos de número de veículos para as instâncias de Solomon foram alcançados. Depois de minimizado o número de veículos, a proposta inicial para minimização de distância é utilizada, sob uma população de indivíduos solução com número de veículos reduzido.Finalmente, a proposta é aplicada ao problema dinâmico, onde parte dos consumidores são incluídos ou cancelados após o início do processo de otimização. As instâncias de Solomon foram modificadas, possibilitando considerar vários graus de dinamismo. Com resultados desejados para o problema dinâmico, foi possível avaliar a qualidade dos resultados alcançados na proposta para o PRVDJT. Os resultados foram significativos, e mostram que o algoritmo proposto é superior àqueles do tipo re-otimização.