Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại

Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại NHẬN XÉT … Trang Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, ngoại trừ kết tham khảo từ cơng trình khác ghi rõ luận văn, công việc trình bày luận văn tơi thực chưa có phần nội dung luận văn nộp để lấy cấp trường trường khác Ngày 25 tháng 11 năm 2009 Nguyễn Trường Trang Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Trần Văn Hoài Thầy tận tình hướng dẫn, định hướng tơi từ cách đặt vấn đề, phương pháp nghiên cứu khoa học, đến công việc cụ thể luận án Tôi xin cảm ơn gia đình động viên tạo điều kiện tốt để tơi tiếp tục theo đuổi việc học tập nghiên cứu Tôi trân trọng dành tặng thành luận văn cho Cha Mẹ Nhờ công lao dưỡng dục Người mà chúng có thành ngày hơm Con xin hứa tiếp tục cố gắng phấn đấu để vươn cao Trang Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu Ý nghĩa VRP Vehicle Routing Problem VRPTW Vehicle Routing Problem with Time Window CTNH Chất thải nguy hại TSP Travelling Salesman Problem TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh VRPLC Vehicle Routing Problem with Length Constraint PFIH Push Forward Insert Heuristic HC Hill Climbing SA Simulated Annealing Trang Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại MỤC LỤC NHẬN XÉT LỜI CAM ĐOAN .2 LỜI CẢM ƠN CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT MỤC LỤC .5 MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG TÓM TẮT ĐỀ TÀI 10 CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU 11 1.1 Giới thiệu 11 1.2 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại 12 1.3 Mục tiêu giới hạn đề tài 15 1.4 Nội dung báo cáo 16 CHƯƠNG 2:MƠ HÌNH TOÁN HỌC CỦA BÀI TOÁN 18 CHƯƠNG 3:CÁC ĐỀ TÀI LIÊN QUAN 22 3.1 Giới thiệu toán Vehicle Routing Problem .22 3.2 Các đề tài liên quan 26 3.3 Bài toán thu gom vận chuyển CTNH – Một dạng toán toán VRP 36 CHƯƠNG 4:LỜI GIẢI CHO BÀI TOÁN THU GOM VẬN CHUYỂN CHẤT THẢI NGUY HẠI 38 4.1 Cấu trúc lời giải toán thu gom vận chuyển CTNH 38 4.2 Xây dựng lời giải khả thi ban đầu 41 4.3 Cải tiến lời giải toán 47 4.3.1 Cơ chế sinh lời giải lân cận 47 4.3.1.1 λ-Opt 48 4.3.1.2 λ-Interchange 49 Trang Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại 4.3.1.3 Composite Cyclic Exchange 51 4.3.2 Các giải thuật tìm kiếm 52 4.3.2.1 Giải thuật leo đồi (Hill Climbing) .52 4.3.2.2 Tìm kiếm Tabu 54 4.3.2.3 Giải thuật mô luyện kim (Simulated Annealing) 57 4.3.3 Cải tiến lộ trình riêng lẻ .60 4.3.4 Giải toán thu gom vận chuyển CTNH phương pháp chia cụm (Clustering) .�c rút kết luận sau: • Giải thuật leo đồi tìm kiếm Tabu cho lời giải nhanh lời giải không đạt chất lượng rơi vào vùng tối ưu cục q sớm • Giải thuật mơ luyện kim cho kết tốt hầu hết trường hợp, kết hợp với chế sinh lời giải lân cận 2-Interchange chọn phương pháp để giải toán thu gom vận chuyển CTNH Thời gian để giải chậm đáp ứng nhu cầu thực tế Trang 76 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại • Phương pháp chia cụm tỏ hiệu toán thu gom vận chuyển CTNH làm giảm chi phí tất trường hợp • Tối ưu tồn cục sau tổng hợp lời giải cải tiến cụm giảm tính cục cụm, giảm chi phí cuối Giải thuật tổng quát chọn để giải toán thu gom vận chuyển CTNH mơ tả sau: Bước 1: Thực giải thuật chia cụm tập liệu theo giải thuật bảng 5.10 Bước 2: Sử dụng giải thuật xây dựng lời giải khả thi cụm riêng lẻ theo giải thuật bảng 5.4 Bước 3: Cải tiến lời giải giải thuật mô luyện kim chế sinh lời giải lân cận 3-Interchange cụm riêng lẽ theo bảng 5.7 Bước 4: Cải tiến lời giải lộ trình riêng lẻ cụm riêng lẻ theo bảng 5.8 5.9 Bước 5: Tối ưu toàn cục sau tổng hợp lời giải cải tiến cụm để giải tính tối ưu cục cụm Bước 6: Kết thúc giải thuật, in kết Bảng 5.13: Giải thuật chọn cho toán thu gom vận chuyển CTNH 5.3 Chương trình Demo Chương trình demo xây dựng ngơn ngữ lập trình C++ với framework Qt4 hệ điều hành Ubuntu Với thành phần sau: – Hiển thị hình ảnh liệu ban đầu – Hiển thị kết lời giải – Điều chỉnh kết phù hợp với nhu cầu Trang 77 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại Hình 5.2: Chương trình demo - lựa chọn liệu đầu vào cho tốn Hình 5.3: Chương trình demo - Hiển thị liệu đầu vào theo cụm Trang 78 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại Hình 5.4: Chương trình demo - Hiển thị tồn lời giải Hình 5.5: Chương trình demo - Hiển thị lời giải theo cụm Trang 79 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận Đề tài có đóng góp sau: • Hiểu tốn thực tế toán thu gom vận chuyển CTNH, nhu cầu thực tế TPHCM • Từ tốn thực tế, xây dựng thành dạng toán họ tốn Vehicle Routing Problem, xây dựng mơ hình toán học cho toán sau loại bỏ ràng buộc mâu thuẫn loại CTNH • Tìm hiểu đề tài liên quan đến toán Vehicle Routing Problem tốn thu gom chất thải nói chung, từ so sánh với tốn đề tài dạng toán VRP, với ràng buộc đặc trưng loại CTNH • Giới thiệu cấu trúc lời giải cho toán thu gom CTNH - cấu trúc lời giải phân chia theo lộ trình lộ trình • Đề giải thuật thực chế sinh lời giải lân cận Or-Opt, 2Interchange, 3-Interchage cho toán cấu trúc lời giải nêu • Sửa đổi phương pháp xây dựng lời giải ban đầu Solomo để xây dựng lời giải khả thi ban đầu cho đề tài Áp dụng phương pháp tối ưu lộ trình riêng lẻ Hiện thực thử nghiệm giải thuật leo đồi, tìm kiếm Tabu mô luyện kim kết hợp phương pháp chia cụm • Đặc tả toàn kết thử nghiệm từ rút kết luận lựa chọn giải thuật mơ luyện kim chế sinh lời giải lân cận 2-Interchange để giải toán thu gom CTNH, kết hợp với việc tối ưu lộ trình riêng lẻ phương pháp chia cụm • Xây dựng ứng dụng demo đơn giản để mơ hình ảnh hiển thị tốn trước sau tìm lời giải • Định hướng phát triển đề tài Trang 80 ...ể giải toán thu gom vận chuyển CTNH Thời gian để giải chậm đáp ứng nhu cầu thực tế Trang 76 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại • Phương pháp chia cụm tỏ hiệu toán thu gom vận chuyể...u gom vận chuyển chất thải nguy hại Hình 5.4: Chương trình demo - Hiển thị tồn lời giải Hình 5.5: Chương trình demo - Hiển thị lời giải theo cụm Trang 79 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải ngu...7 Bài toán thu gom vận chuyển chất thải nguy hại Hình 5.2: Chương trình demo - lựa chọn liệu đầu vào cho tốn Hình 5.3: Chương trình demo - Hiển thị liệu đầu vào theo cụm Trang 78 Bài toán thu go