在現(xiàn)實(shí)世界中，車輛路徑問題（VRP）中的車輛必須走這條路：它們不能在客戶之間直線行駛。 大多數(shù)VRP研究論文和演示都樂于忽略此實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。 和我一樣，過去。 盡管使用道路距離（而不是空中距離）不會(huì)對VRP的NP硬性產(chǎn)生很大影響，但確實(shí)會(huì)帶來一些額外的挑戰(zhàn)。 讓我們來看看這些挑戰(zhàn)。

道路距離數(shù)據(jù)集

首先，我們需要現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)集。 不幸的是，在VRP研究社區(qū)中，缺乏具有道路距離的公共VRP數(shù)據(jù)集。 VRP Web很少，例如位于29個(gè)位置的巴伐利亞數(shù)據(jù)集，但沒有什么嚴(yán)重的。 因此，我必須根據(jù)以下要求自己生成一些實(shí)際的數(shù)據(jù)集：

將Google Maps用作道路，在數(shù)據(jù)集中每對位置之間的真實(shí)距離以km為單位。

• 例如，在小道路上合理的時(shí)候使用高速公路。

對于每個(gè)數(shù)據(jù)集，生成一個(gè)空中距離變量和一個(gè)道路距離變量，以比較結(jié)果。

生成多個(gè)數(shù)量級(jí)的相似數(shù)據(jù)集，以比較可伸縮性。

為VRP中的車輛容量限制添加合理的車輛容量和客戶需求。

我最終生成了比利時(shí)的數(shù)據(jù)集，其中包含城市，城鎮(zhèn)和郊區(qū)的位置。 最大的一個(gè)有2750個(gè)位置。 稍后我可能會(huì)添加USA數(shù)據(jù)集的道路變體，這些變體最多可達(dá)10萬個(gè)位置。

通過使用基于OpenStreetMap的出色的Java庫GraphHopper ，查詢實(shí)際道路距離相對容易。 只要整個(gè)道路網(wǎng)（比利時(shí)只有200MB）可以加載到內(nèi)存中，它也很快。 加載北美的整個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)（6GB）更具挑戰(zhàn)性。 我將這些數(shù)據(jù)集提交到VRP Web，以便其他研究人員也可以使用它們。

所有這一切都發(fā)生在 OptaPlanner的VRP示例開始解決它之前。 在求解過程中，距離已經(jīng)在查找表中可用。 一旦我們開始生成具有1000個(gè)或更多位置的數(shù)據(jù)集，預(yù)先計(jì)算每個(gè)位置對之間的所有距離可能會(huì)帶來內(nèi)存和性能問題。 我將在下一個(gè)博客中解釋這些以及補(bǔ)救措施。

空中距離與道路距離

為了清楚起見，我將集中在數(shù)據(jù)集belgium-n50-k10.vrp上，該數(shù)據(jù)集具有50個(gè)位置和10個(gè)車輛，每個(gè)車輛的容量為125。 OptaPlanner有5分鐘的時(shí)間來解決這兩種變體（空中和道路距離）。

使用空中距離 （可根據(jù)緯度和經(jīng)度計(jì)算歐幾里得距離）會(huì)導(dǎo)致：

總距離22.99并不重要，因?yàn)樗辉谕ㄓ玫亩攘繂挝粌?nèi)，而且因?yàn)槲覀兊能囕v無論如何也無法從點(diǎn)到點(diǎn)飛行。 我們需要將此空距解決方案應(yīng)用于真實(shí)道路網(wǎng)絡(luò) （如下所示），以了解真實(shí)距離：

現(xiàn)在，讓我們將上方的空中距離解決方案與下方的道路距離解決方案進(jìn)行比較。

道路距離解決方案所需的時(shí)間減少了108.45公里，因此幾乎提高了5％！ 這就是世界上最密集的道路網(wǎng)絡(luò)之一（比利時(shí)的道路網(wǎng)絡(luò)）：在更稀疏的道路網(wǎng)絡(luò)上，收益可能會(huì)更多。

結(jié)論

使用實(shí)際距離而不是空中距離確實(shí)很重要。 用空距離求解VRP，然后應(yīng)用道路距離不是最理想的。

但是，我們真的可以預(yù)先計(jì)算大型數(shù)據(jù)集中的每個(gè)位置對嗎？ 敬請關(guān)注。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2014/09/optaplanner-vehicle-routing-with-real-road-distances.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OptaPlanner –具有真实道路距离的车辆路线的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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