采用的是枚舉法,要計算CiM1個多源多匯的最短路問題,在網(wǎng)絡(luò)規(guī) 模比較大時,計算時間還比較長,所以采用了三下標(biāo)模型。本節(jié)以四下標(biāo)亞馬遜頭程網(wǎng)絡(luò)模型為求解對象,討論一種啟發(fā)式算法—禁忌搜索算法,以期減少計算量,縮短計算時間。禁忌搜索算法是Glover于1986年提出的一種現(xiàn)代啟發(fā)式算法,它是對局部搜索算法的一種擴展,試圖做到全局逐步尋優(yōu)。
搜索算法通過引入一個靈活的存儲結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的禁忌準(zhǔn)則來避免迂回搜索,通過特赦準(zhǔn)則來赦免一些被禁 忌的優(yōu)良狀態(tài),且當(dāng)前解還可以通過一定方式接受劣解,從而保證多樣化的有效探索,以求FBA頭程運輸實現(xiàn)全局優(yōu)化。關(guān)于禁忌搜索算法的詳細論述可參閱相關(guān)文獻(Glover and Laguna,1997),這里結(jié)合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的最短路算法,利用禁忌搜索算法的優(yōu)良特性,設(shè)計一種解決四下標(biāo)UMpHMP的啟發(fā)式方法—TSSPA算法。 在無容量限制的航線網(wǎng)絡(luò)中,任一O-D對需求都將沿著一條運費最少的路線 運輸,因此UMpHMP最優(yōu)解中決策變量xm的值只能取0或1。另外,當(dāng)樞紐選 定后,各城市間的連接方式可以通過求所有O-D對間的最短路問題解決。
基于UMpHMP的這些特點,這里將把禁忌搜索算法和最短路算法相結(jié)合,求解 UMpHMP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型。也就是,采用禁忌搜索算法選取樞紐,再利用亞馬遜物流最短路算法決定各O-D對之間的運輸路線,經(jīng)過禁忌搜索算法的反復(fù)迭代,亞馬遜頭程以得到問題最優(yōu)解或較優(yōu)解。這里把這種算法命名為TSSPA算法。
初始解的構(gòu)造
TSSPA算法和其他禁忌搜索算法一樣,對初始解具有依賴性。好的初始解可 使算法在解空間中高效地搜索到最優(yōu)解,而較差的初始解則會降低算法的收斂速度。本節(jié)借助UMpHMP的信息來構(gòu)造初始解。樞紐的選取與流量和成本都有 關(guān)系,因此在選取初始解的樞紐時用指標(biāo): 對各候選樞紐機場排序,選擇值最大的p個機場作為初始樞紐,然后對選定的p個樞紐,利用最短路算法求出各城市對間的最短路線,由此得到初始解。
由于只在p個樞紐城市進行轉(zhuǎn)運操作,當(dāng)航空運輸成本滿足三角形三條邊長之間的關(guān)系時,亞馬遜頭程可以利用Floyd最短路算法進行求解,只需迭代p次即可。算法步驟如下。 假設(shè)樞紐集為H={h1,he…,hp},構(gòu)造圖G'=(N’,A')。G'中每條邊的長 度s(s)定義為:當(dāng)i、j旺H時,g(s)=+o;當(dāng)、jEH時,ls(s)=aC;(s);當(dāng)iE H、j旺H時,LG(s)==6C(s);當(dāng)itH、jEH時,5(8)=XC;(s)。令d(s)表示只 有前k≤p個樞紐作為中轉(zhuǎn)點時從點i到點j的最短路長度,用序(s)記錄從點i 到點j最短路徑上的第一個不同于i的點。這里的s表示需求和成本預(yù)測的時間 周期。 步驟1令d8(8)=lj(s),d8(s)=0,r號(s)=j,i,j=1,2…,n,k=1。 步驟2對一切1