Solving the dial-a-ride problem with the firefly metaheuristic

• Autor(a) principal: Silva, Fernando Bombardelli da
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/147638
• topic: Dial-a-Ride-Problem; Tourenplanung; Ganzzahlige Optimierung; Metaheuristik; Firefly-Algorithmus; Otimizacao combinatoria; Informatica : Transportes; Dial-a-ride problem; Vehicle routing; Integer programming; Metaheuristic; Firefly algorithm

Das Dial-a-Ride-Problem ist ein NP-schweres kombinatorisches Optimierungsproblem, das bei benutzerorientiertem öffentlichen Personenverkehr Anwendung findet. Das DARP ist ein Tourenplanungsproblem, dessen Instanzen aus einer Menge von Fahrzeugen und einer Menge von von Fahrgästen eingetragenen Aufträgen zum Abholen und zum Absetzen bestehen. Sein Ziel ist es, den Fahrzeugen die Aufträge zuzuweisen und die Routen jedes Wagens zu berechnen, sodass die Betriebskosten minimiert werden und alle Nebenbedingungen, wie z.B. Fahrzeugnutzlast, Zeitfenster für Ein- und Ausstieg, maximale Fahrtdauer, erfüllt werden. Diese Arbeit stellt eine mathematische Formulierung des Problems vor und versucht, es durch den Einsatz des Firefly-Algorithmus (FA) zu lösen. Der FA ist eine neue naturbasierte Metaheuristik, die vom Verhalten von Glühwürmchen inspiriert ist und das Konzept von Schwarmintelligenz anwendet, um mathematische Funktionen zu optimieren, indem sie quasi-optimale Lösungen sucht. Anhand dieses Verfahrens hat diese Arbeit einen Löser des DARP modelliert und implementiert, der den riesigen kombinatorischen, von Probleminstanzen generierten Suchraum effizienterweise erforscht. Letztendlich wurde ein Leistungsvergleich zwischen der vorgeschlagenen Methode und den Algorithmen aus der wissenschaftlichen Literatur durchgeführt, der zeigte, dass die vorgeschlagene Methode einen Durchschnitt von 90% von Optimalität für eine bestimmte Menge von Instanzen erreicht und in einigen Experimenten schnellere Ergebnisse liefert, als die von einem der Algorithmen, die von der Lietratur stammen, gelieferten Ergebnisse.