基于遗传模拟退火算法的军用车辆调度问题研究

摘要

随着高新技术的发展，军队也在积极发生军事变革以适应当今信息化作战的要求，军事后勤保障在军事行动中的作用也日益凸显。武警部队作为我国内卫部队平时担负着各重要目标执勤、反恐怖袭击以及处置突发事件等任务，任务比较繁重，责任比较重大，这就要求武警部队能够随时做到“拉得出，保到位”，一有情况发生能够马上到达目的的进行处置。汽车运输最为武警部队的主要运输方式，平时承担着向各下级单位输送物资，处置突发事件时向各事件发生地输送人员、物资的任务，科学合理地安排车辆路线能够最大化地发挥汽车运输效能使部队快速、高效地输送到目的地。当前武警部队车辆调度方案还主要是由业务部门人员根据人工经验安排，因此会导致方案的随意性和不合理性，不利于部队后勤建设发展，因此如何科学、高效地安排车辆调度方案成为了武警部队后勤建设的重要课题。
　　本文首先对军事物流概念、以及分类进行了详细介绍，分析了军事物流的固有特点并对一些常用的车辆调度优化算法优缺点进行了比较。对武警部队的保障模式进行了分析，平时主要是逐级保障，由上级军需仓库向各下属单位进行配送，处置突发事件时，团一级单位通常就是一个处置的个体，各团在上级机关的指挥下开赴各个事件发生地进行处置。根据平时和处置突发事件时保障方式的不同分别建立了平时有软时间窗的单车场车辆调度模型及处置突发事件时有单边硬时间窗多车场车辆调度模型。设计了遗传模拟退火算法对模型进行求解，针对遗传算法容易出现早熟收敛的缺点和模拟退火算法具有良好的爬山特性，将模拟退火算法的状态接受机制引入到遗传算法的选择和交叉操作中，使选择和交叉操作产生的子代与父代之间有竞争，并将种群中最优个体用模拟退火算法进行局部寻优，通过将模拟退火算法结合到遗传算法中大大提高了算法的全局搜索能力。将适应度进行了拉伸，用适应度的平方作为轮盘赌选择对象，使适应度大的个体被选中的概率加大，并用自适应策略调整交叉和变异概率，使算法的搜索性能得到了加强。最后通过算例用MATLAB软件编程求解，结果表明了本文遗传模拟退火算法的有效性和可行性，说明了本文研究的内容能够很好地应用于武警部队车辆调度问题。本文最后对全文工作进行了总结，指出了存在的不足和下一步研究内容。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究状况

1.2.1 军事物流研究状况

1.2.2 车辆调度问题研究状况

1.3 本文研究的主要内容和技术路线

1.3.1本文研究的主要内容

1.1.2本文研究的技术路线

2、军事物流配送概述及常用车辆调度优化算法简介

2.1 军事物流配送概念

2.2 军事物流配送的固有特性及研究内容

2.2.1 军事物流配送的固有特性

2.2.2 军事物流配送研究内容

2.3 军事物流配送的分类

2.4 常用车辆调度问题的优化算法简介

3 武警部队车辆调度问题模型

3.1 单源点车辆调度问题

3.1.1 问题描述

3.1.2 问题假设

3.1.3 参数说明

3.1.3 建立模型

3.2 突发事件时多源点车辆调度问题

3.2.1 问题描述

3.2.2 问题假设

3.2.3 参数说明

3.2.3 建立模型

4 遗传模拟退火算法求解武警部队车辆调度问题

4.1遗传模拟退火混合算法

4.1.1遗传算法概述

4.1.2模拟退火算法概述

4.1.3遗传模拟退火算法

4.2 遗传模拟退火算法求解武警部队车辆调度问题

4.2.1 单源点车辆调度问题求解

4.2.2突发事件时多源点车辆调度问题求解

4.3 实例分析

4.3.1单源点车辆调度问题实例

4.3.2突发事件时多源点车辆调度问题实例

5.总结与展望

5.1本文工作总结

5.2下步展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢