Επίλυση πολυαντικειμενικών προβλημάτων δρομολόγησης οχημάτων και παραλλαγών τους με χρήση εξελικτικών αλγορίθμων
Authors: Ψύχας Ηρακλής-Δημήτριος 
Published: August 2021

Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή παρουσιάστηκαν και επιλύθηκαν τέσσερα νέα πολυαντικειμενικά ενεργειακά προβλήματα δρομολόγησης οχημάτων. Η πρώτη αντικειμενική συνάρτηση και των τεσσάρων προβλημάτων έχει πάντα στόχο την ελαχιστοποίηση της χρονικής διάρκειας του δρομολογίου. Η καινοτομία αυτών των προβλημάτων έγκειται στο γεγονός ότι στη δεύτερη αντικειμενική συνάρτηση, που αφορά τον υπολογισμό της κατανάλωσης καυσίμου, εκτός από τη διανυόμενη απόσταση και το βάρος του φορτίου που μεταφέρεται λαμβάνονται υπόψη και επιπλέον παράμετροι της διαδρομής όπως η κλίση του οδοστρώματος, η κατεύθυνση και η δύναμη του ανέμου καθώς επίσης και οι στροφές ανά λεπτό του κινητήρα του οχήματος. Για τα δύο πρώτα προβλήματα, το Πολυαντικειμενικό Συμμετρικό Πρόβλημα Ελαχιστοποίησης της Κατανάλωσης Καυσίμου για Δρομολόγια Διανομής με Παραμέτρους Διαδρομής και το Πολυαντικειμενικό Μη-Συμμετρικό Πρόβλημα Ελαχιστοποίησης της Κατανάλωσης Καυσίμου για Δρομολόγια Διανομής με Παραμέτρους Διαδρομής, η δεύτερη αντικειμενική συνάρτηση έχει στόχο την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου όταν όλοι οι πελάτες έχουν ζήτηση. Στο πρώτο πρόβλημα θεωρούμε ότι οι συνθήκες διαδρομής είναι τέλειες ενώ στο δεύτερο πρόβλημα οι συνθήκες δεν είναι τέλειες, γεγονός που μετατρέπει το πρόβλημα σε μη-συμμετρικό. Για τα δύο επόμενα προβλήματα, το Πολυαντικειμενικό Συμμετρικό Πρόβλημα Ελαχιστοποίησης της Κατανάλωσης Καυσίμου για Δρομολόγια Συλλογής με Παραμέτρους Διαδρομής και το Πολυαντικειμενικό Μη-Συμμετρικό Πρόβλημα Ελαχιστοποίησης της Κατανάλωσης Καυσίμου για Δρομολόγια Συλλογής με Παραμέτρους Διαδρομής, η δεύτερη αντικειμενική συνάρτηση έχει στόχο την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου όταν όλοι οι πελάτες έχουν ποσότητα που πρέπει να συλλέξει το όχημα. Αντίστοιχα, στο πρώτο πρόβλημα θεωρούμε ότι οι συνθήκες διαδρομής είναι τέλειες ενώ στο δεύτερο πρόβλημα οι συνθήκες δεν είναι τέλειες, γεγονός που μετατρέπει το πρόβλημα σε μη-συμμετρικό.Τα προτεινόμενα προβλήματα επιλύθηκαν με Εξελικτικούς αλγορίθμους που υλοποιήθηκαν και καλύπτουν τέσσερις βασικές κατηγορίες αλγορίθμων (Γενετικούς, Εξελικτικούς, Εμπνευσμένους από τη φύση και αλγορίθμους Τεχνητών Ανοσοποιητικών Συστημάτων). Τα κοινά χαρακτηριστικά τους, τα οποία και αποτελούν καινοτομίες της παρούσας διδακτορικής διατριβής αναφέρονται, αρχικά, στον τρόπο δημιουργίας του αρχικού πληθυσμού λύσεων, στη μέθοδο τοπικής αναζήτησης που υλοποιήθηκε και στη χρήση της προτεινόμενης Παράλληλης Πολυεναρκτήριας Μεθόδου. Επιπλέον καινοτομίες που παρουσιάζονται στους προτεινόμενους πολυαντικειμενικούς αλγορίθμους αποτελούν η προσθήκη επιπλέον βημάτων και η τροποποίηση των βασικών τους συναρτήσεων έτσι ώστε να βελτιωθεί η απόδοσή τους στην επίλυση των πολυαντικειμενικών προβλημάτων.Τα αποτελέσματα των αλγορίθμων αξιολογήθηκαν με τέσσερα διαφορετικά μέτρα απόδοσης και ικανοποίησαν τους στόχους που είχαν τεθεί. Στο τελευταίο κεφάλαιο αυτής της διδακτορικής διατριβής παρουσιάστηκε μια μέθοδος με την βοήθεια της οποίας θα μπορούμε να επιλέγουμε μια από τις μη-κυριαρχούμενες στρατηγικές ενός Pareto Μετώπου ως «βέλτιστη» ανάλογα με τις προτιμήσεις του χρήστη της εφαρμογής.