시간 제약이 있는 VRP를 해결하기 위한 멀티 비용 함수가 적용된 개미 군집 최적화 휴리스틱

Title
시간 제약이 있는 VRP를 해결하기 위한 멀티 비용 함수가 적용된 개미 군집 최적화 휴리스틱
Authors
홍명덕
Keywords
시간제약이있는vrp를해결하기위한멀티비용함수가적용된개미군집최적화휴리스틱
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
현대 산업사회에서 물류시장의 규모가 커짐에 따라 기업에서 차지하는 물류비용이 전체 비용 중에 상당수 차지하게 되었다. 따라서 물류비용을 줄이기 위해 효과적인 배송정책을 수립하여 운영하는 것이 중요하다. 여기서 효과적인 배송정책이란 여러 고객의 시간 제약과 요구량을 만족시키면서 전체 운영차량의 수와 운행거리를 최소화하는 것이다. 이러한 문제를 차량 경로 스케줄링 문제(VRSP, the Vehicle Routing and Scheduling Problem)라고 하며, 여기에 추가로 여러 고객의 시간 제약과 요구량을 만족시키는 문제를 시간 제약이 있는 차량 경로 스케줄링 문제(VRSPTW, the Vehicle Routing and Scheduling Problem with Time Window)라고 한다. 이 문제는 조합 최적화(Combinatorial Optimization) 문제이며 NP-Class의 문제이기 때문에 해를 산출하는데 시간이 오래 걸린다. 본 논문에서는 VRSPTW를 빠른 시간 내에 최근사해를 구하기 위한 멀티 비용 함수(Multi Cost Function)를 적용하여 개미 군집 최적화(Ant Colony Optimization)를 이용한 휴리스틱을 제안하였다. 개미 군집 최적화는 개미들의 행동에 대한 메커니즘을 응용한 기법이다. 개미들이 먹이를 찾아가는 과정에서 보다 효과적인 길을 찾기 위해서 페로몬(Pheromone)을 이용하여 개미들 간에 정보를 전달한다. 이 페로몬이 자주 지나가는 길에 축적되어 지는 과정이 반복되면 최종적으로 축적된 페로몬 흔적(Pheromone trail)에 의해 개미들이 이동하는 경로는 최적 경로로 수렵된다. 멀티 비용 함수는 각 개미가 다음 고객 노드로 이동하기 위해 비용을 평가할 때 거리, 요구량, 각도, 시간제약에 대해 서로 다른 가중치를 반영하여 우수한 초기 경로를 구할 수 있도록 한다. 본 연구에서 제안하는 휴리스틱의 성능 평가를 위해 Solomon의 Data Set을 이용하여 해를 구하고, 그 결과를 같은 목적 함수를 갖는 Solomon I1 휴리스틱과 기회시간이 반영된 하이브리드 휴리스틱과 비교하여 보았다. 그 결과 R2과 RC2 유형에 대해 제안하는 휴리스틱이 다른 휴리스틱 보다 효율적으로 최근사해를 얻을 수 있음을 보였다. 또한 다음 이동할 노드를 선택하기 위하여 비용을 평가할 때, 두 고객 노드간의 각도 차이가 큰 것보다 각도차이가 작을수록 보다 우수한 경로가 구성되는 것을 확인 할 수 있었다.
Description
요 약 ABSTRACT 목 차 제 1 장 서 론 제 2 장 관련연구 2.1. 차량 경로 스케줄링 문제 휴리스틱 2.2. 삽입 휴리스틱 응용 2.3. 개미 군집 최적화 제 3 장 시간 제약이 있는 차량 경로 스케줄링 문제 3.1. 문제 정의와 기본 제약 조건 3.2. 목적 함수 제 4 장 VRSPTW를 위한 개미 군집 최적화 휴리스틱 4.1. 제안 휴리스틱 4.2. 초기화 및 비용정의 4.3. 초기 경로 구성 및 경로 개선 4.4. 페로몬 갱신 및 종료 조건 확인 제 5 장 실험 및 평가 제 6 장 결론 및 향후연구 참고문헌 부록 #1. 각 데이터 유형별 실험결과 부록 #2. 사전 조절과 페로몬 증발률 변화에 따른 결과 비교
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22680
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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