14、农业中异构车辆调度的通用变邻域搜索方法

农业中异构车辆调度的通用变邻域搜索方法

1. 引言

车辆调度问题（VSP）是运筹学中的经典问题，广泛应用于公共交通系统和各类货物运输等场景，也是大型系统性能优化中复杂调度与管理问题的子问题。其目标是在特定时间段内，为每辆车规划一组行程，以优化给定的目标函数。

目前，文献中提出了多种 VSP 变体，它们在目标函数、约束条件以及实际应用中的具体限制等方面存在差异。总体而言，车辆调度问题求解难度大，多数属于 NP 难问题。

本研究受塞尔维亚制糖业甜菜运输优化相关研究的启发。由于甜菜市场价格低，运输成本成为制糖生产的主要成本。为提高农民种植甜菜的积极性，大型糖厂通常承担所有运输成本。因此，高效调度车辆以满足问题特定约束，并最小化时间和金钱支出至关重要。

与以往假设运输车辆同质不同，本研究考虑工厂租赁不同类型的车辆，即车辆具有不同的容量。这种变体被称为异构车辆调度问题（VSP - HV），是对以往相关问题的推广。

大多数 VSP 应用集中在公共交通、燃料和贵重物品运输等领域，针对制糖业农产品运输的研究较少。虽然有关于甘蔗运输优化的研究，但由于甘蔗和甜菜的差异、运输车辆类型以及糖厂可用资源的不同，这些问题与本研究中的 VSP - HV 有所区别。

为解决 VSP - HV，我们将其表述为混合整数二次约束规划（MIQCP）模型，并使用商业 Lingo 17 求解器求解实际和生成的问题实例。然而，Lingo 17 仅能为小规模实例提供最优或可行解，因此我们开发了一种变邻域搜索（VNS）元启发式算法的变体作为解决方案。

VNS 是一种基于在搜索过程中系统改变邻域结构的元启发式方法，已成功应用于多种组合和连续优化的 NP