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参数 | 含义 |
---|---|
N N N | 所有点的集合(含起止点) |
M M M | 可以使用无人机配送的点的集合 |
O O O | 起止点 |
d i , j d_{i, j} di,j | 点 i i i 到点 j j j 的距离 |
c c c | 无人机配送的距离成本系数 |
变量 | 类型 | 含义 |
---|---|---|
x i , j x_{i, j} xi,j | 0-1 | 卡车是否经过从点 i i i 到点 j j j 的路径 |
y i , j y_{i, j} yi,j | 0-1 | 无人机是否经过从点 i i i 到点 j j j 的路径 |
s i s_{i} si | 0-1 | 点 i i i 是否由卡车配送 |
a i , j a_{i, j} ai,j | R + 0 R^{0}_{+} R+0 | 用于消除子回路,从点 i i i 到点 j j j 的路径(弧)的前序弧数 |
(1) 流入/流出
(1a) 只能使用卡车配送的点
∑
j
∈
N
x
j
,
i
=
1
∀
i
∈
N
\
M
∑
j
∈
N
x
i
,
j
=
1
∀
i
∈
N
\
M
\sum_{j \in N} x_{j, i} = 1 \quad \forall i \in N \backslash M \\ \sum_{j \in N} x_{i, j} = 1 \quad \forall i \in N \backslash M
j∈N∑xj,i=1∀i∈N\Mj∈N∑xi,j=1∀i∈N\M
(1b) 可以使用无人机配送的点
∑
j
∈
N
x
j
,
i
+
y
j
,
i
=
1
∀
i
∈
M
∑
j
∈
N
x
i
,
j
+
y
i
,
j
=
1
∀
i
∈
M
∑
j
∈
N
y
j
,
i
=
∑
j
∈
N
y
i
,
j
∀
i
∈
M
\sum_{j \in N} x_{j, i} + y_{j, i} = 1 \quad \forall i \in M \\ \sum_{j \in N} x_{i, j} + y_{i, j} = 1 \quad \forall i \in M \\ \sum_{j \in N} y_{j, i} = \sum_{j \in N} y_{i, j} \quad \forall i \in M
j∈N∑xj,i+yj,i=1∀i∈Mj∈N∑xi,j+yi,j=1∀i∈Mj∈N∑yj,i=j∈N∑yi,j∀i∈M
(2) 去除自循环
∑
i
∈
N
x
i
,
i
=
1
∑
i
∈
N
y
i
,
i
=
1
\sum_{i \in N} x_{i, i} = 1 \\ \sum_{i \in N} y_{i, i} = 1
i∈N∑xi,i=1i∈N∑yi,i=1
(3) 是否由卡车配送
s
i
=
∑
j
∈
N
x
i
,
j
∀
i
∈
N
\
O
s_{i} = \sum_{j \in N} x_{i, j} \quad \forall i \in N \backslash O
si=j∈N∑xi,j∀i∈N\O
(4) 子回路去除
∑
j
∈
N
\
{
i
}
a
i
,
j
−
∑
j
∈
N
\
{
O
,
i
}
a
j
,
i
=
s
i
∀
i
∈
N
\
O
a
i
,
j
≤
∣
N
∣
⋅
x
i
,
j
∀
i
∈
N
\
O
∀
j
∈
N
\sum_{j \in N \backslash \{ i \}} a_{i, j} - \sum_{j \in N \backslash \{ O, i \}} a_{j, i} = s_{i} \quad \forall i \in N \backslash O \\ a_{i, j} \leq |N| \cdot x_{i, j} \quad \forall i \in N \backslash O \quad \forall j \in N
j∈N\{i}∑ai,j−j∈N\{O,i}∑aj,i=si∀i∈N\Oai,j≤∣N∣⋅xi,j∀i∈N\O∀j∈N
(5) 无人机配送的流入点和流出点,符合卡车路径的先后关系
y
i
,
j
+
y
j
,
k
≤
2
⋅
x
i
,
k
+
1
∀
j
∈
M
∀
i
∈
N
∀
k
∈
N
y_{i, j} + y_{j, k} \leq 2 \cdot x_{i, k} + 1 \quad \forall j \in M \quad \forall i \in N \quad \forall k \in N
yi,j+yj,k≤2⋅xi,k+1∀j∈M∀i∈N∀k∈N
(6) 只有一架无人机
∑
j
∈
N
y
i
,
j
≤
1
∀
i
∈
N
∑
j
∈
N
y
j
,
i
≤
1
∀
i
∈
N
\sum_{j \in N} y_{i, j} \leq 1 \quad \forall i \in N \\ \sum_{j \in N} y_{j, i} \leq 1 \quad \forall i \in N
j∈N∑yi,j≤1∀i∈Nj∈N∑yj,i≤1∀i∈N
最小化,加权距离成本
m
i
n
∑
i
∈
N
∑
j
∈
N
x
i
,
j
⋅
d
i
,
j
+
y
i
,
j
⋅
d
i
,
j
⋅
c
min \quad \sum_{i \in N} \sum_{j \in N} x_{i, j} \cdot d_{i, j} + y_{i, j} \cdot d_{i, j} \cdot c
mini∈N∑j∈N∑xi,j⋅di,j+yi,j⋅di,j⋅c
参数 | 含义 |
---|---|
N N N | 所有点的集合(含起止点) |
M M M | 可以使用无人机配送的点的集合 |
O O O | 起止点 |
w i w_{i} wi | 点 i i i 的配送重量 |
W W W | 卡车的载重上限 |
d i , j d_{i, j} di,j | 点 i i i 到点 j j j 的距离 |
c c c | 无人机配送的距离成本系数 |
B B B | 一个充分大的数 |
变量 | 类型 | 含义 |
---|---|---|
x i , j x_{i, j} xi,j | 0-1 | 卡车是否经过从点 i i i 到点 j j j 的路径 |
y i , j y_{i, j} yi,j | 0-1 | 无人机是否经过从点 i i i 到点 j j j 的路径 |
s i s_{i} si | 0-1 | 点 i i i 是否由卡车配送 |
z i , j z_{i, j} zi,j | R + 0 R^{0}_{+} R+0 | 从点 i i i 到点 j j j 的路径上的卡车载重,可用于消除子回路 |
(1) 流入/流出
(1a) 只能使用卡车配送的点
∑
j
∈
N
x
j
,
i
=
1
∀
i
∈
N
\
{
O
}
\
M
∑
j
∈
N
x
i
,
j
=
1
∀
i
∈
N
\
{
O
}
\
M
\sum_{j \in N} x_{j, i} = 1 \quad \forall i \in N \backslash \{O\} \backslash M \\ \sum_{j \in N} x_{i, j} = 1 \quad \forall i \in N \backslash \{O\} \backslash M
j∈N∑xj,i=1∀i∈N\{O}\Mj∈N∑xi,j=1∀i∈N\{O}\M
(1b) 可以使用无人机配送的点
∑
j
∈
N
x
j
,
i
+
y
j
,
i
=
1
∀
i
∈
M
∑
j
∈
N
x
i
,
j
+
y
i
,
j
=
1
∀
i
∈
M
∑
j
∈
N
y
j
,
i
=
∑
j
∈
N
y
i
,
j
∀
i
∈
M
\sum_{j \in N} x_{j, i} + y_{j, i} = 1 \quad \forall i \in M \\ \sum_{j \in N} x_{i, j} + y_{i, j} = 1 \quad \forall i \in M \\ \sum_{j \in N} y_{j, i} = \sum_{j \in N} y_{i, j} \quad \forall i \in M
j∈N∑xj,i+yj,i=1∀i∈Mj∈N∑xi,j+yi,j=1∀i∈Mj∈N∑yj,i=j∈N∑yi,j∀i∈M
(2) 去除自循环
∑
i
∈
N
x
i
,
i
=
1
∑
i
∈
N
y
i
,
i
=
1
\sum_{i \in N} x_{i, i} = 1 \\ \sum_{i \in N} y_{i, i} = 1
i∈N∑xi,i=1i∈N∑yi,i=1
(3) 是否由卡车配送
s
i
=
∑
j
∈
N
x
i
,
j
∀
i
∈
N
\
O
s_{i} = \sum_{j \in N} x_{i, j} \quad \forall i \in N \backslash O
si=j∈N∑xi,j∀i∈N\O
(4) 载重限制,并消除子回路
z
i
,
j
≥
w
j
+
∑
k
∈
N
\
{
j
}
z
j
,
k
+
∑
u
∈
M
\
{
u
}
y
j
,
u
⋅
w
u
+
(
x
i
,
j
−
1
)
⋅
B
∀
j
∈
N
\
{
O
}
∀
i
∈
N
z
i
,
j
≤
x
i
,
j
⋅
B
∀
j
∈
N
\
{
O
}
∀
i
∈
N
x
i
,
j
+
x
j
,
i
≤
1
∀
j
∈
N
\
{
O
}
∀
i
∈
N
\
{
O
}
z_{i, j} \geq w_{j} + \sum_{k \in N \backslash \{j\}} z_{j, k} + \sum_{u \in M \backslash \{u\}} y_{j, u} \cdot w_{u} + (x_{i, j} - 1) \cdot B \quad \forall j \in N \backslash \{O\} \quad \forall i \in N \\ z_{i, j} \leq x_{i, j} \cdot B \quad \forall j \in N \backslash \{O\} \quad \forall i \in N \\ x_{i, j} + x_{j, i} \leq 1 \quad \forall j \in N \backslash \{O\} \quad \forall i \in N \backslash \{O\}
zi,j≥wj+k∈N\{j}∑zj,k+u∈M\{u}∑yj,u⋅wu+(xi,j−1)⋅B∀j∈N\{O}∀i∈Nzi,j≤xi,j⋅B∀j∈N\{O}∀i∈Nxi,j+xj,i≤1∀j∈N\{O}∀i∈N\{O}
(5) 无人机配送的流入点和流出点,符合卡车路径的先后关系
y
i
,
j
+
y
j
,
k
≤
2
⋅
x
i
,
k
+
1
∀
j
∈
M
∀
i
∈
N
∀
k
∈
N
y_{i, j} + y_{j, k} \leq 2 \cdot x_{i, k} + 1 \quad \forall j \in M \quad \forall i \in N \quad \forall k \in N
yi,j+yj,k≤2⋅xi,k+1∀j∈M∀i∈N∀k∈N
(6) 只有一架无人机
∑
j
∈
N
y
i
,
j
≤
1
∀
i
∈
N
∑
j
∈
N
y
j
,
i
≤
1
∀
i
∈
N
\sum_{j \in N} y_{i, j} \leq 1 \quad \forall i \in N \\ \sum_{j \in N} y_{j, i} \leq 1 \quad \forall i \in N
j∈N∑yi,j≤1∀i∈Nj∈N∑yj,i≤1∀i∈N
一级目标:最小化,总卡车数;
二级目标:最小化,加权距离成本
m
i
n
∑
j
∈
N
\
{
O
}
x
0
,
j
⋅
B
+
∑
i
∈
N
∑
j
∈
N
(
x
i
,
j
⋅
d
i
,
j
+
y
i
,
j
⋅
d
i
,
j
⋅
c
)
min \quad \sum_{j \in N \backslash \{O\}} x_{0, j} \cdot B + \sum_{i \in N} \sum_{j \in N} (x_{i, j} \cdot d_{i, j} + y_{i, j} \cdot d_{i, j} \cdot c)
minj∈N\{O}∑x0,j⋅B+i∈N∑j∈N∑(xi,j⋅di,j+yi,j⋅di,j⋅c)
2015, The flying sidekick traveling salesman problem Optimization of drone-assisted parcel delivery
https://blog.csdn.net/Zhang_0702_China/article/details/119391030
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