基于模拟植物生长算法的车辆调度应用综述研究

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1.引言
模拟植物生长算法是李彤[1]
通过模拟植物向光性的特点，探
索出一种仿生类求解整数规划的概率搜索算法。

目前，智能算法是解决优化问题的主流算法，但是一些智能算法的一些尖锐问题也凸显出来，智能算法对参数的设定缺乏理论依据，比如，遗传算法的交叉和变异概率，粒子群算法的加速因子等。

此问题对算法的求解精度和效率产生了巨大影响。

而模拟植物生长算法
有效的解决了这一难题，开发了一种“无参数智能算法”
[2]。

由于该算法回避了其它智能算法存在的参数难确定的问题，被国内外学者广泛应用。

模拟植物生长算法在工程技术领域和管理领域应用广泛，本文主要对车辆调度在模拟植物生长算法的应用研究展开相关综述。

2.模拟植物生长算法（P G S A ）的理论描述
模拟植物的生长是由随机机制驱动，新枝的是否生长取决于每个新枝上生长点的概率浓度，每个树枝都隐藏着一个局部区域进行搜索，而植物生长偏向于生长点概率浓度较高的区域，每个生长节点都是优化问题的可能解方案。

植物从根部（记作B 0
）长出一根茎。

假设茎上有K 个节点，且比根节点有更好的适应度。

假设节点的适应度函数为G ，每个节点的生长素浓度为该节点B M i 的适应度G （B M i ）与根部节点B 0的适应度G （B 0
）的差值，再除以这些差值的总和。

C M i
=G （B 0）-G （B M i
）Δ1
Δ1=k
j =1i
（G （B 0）-G （B M i ））
i =1，2，...，k
从上式可得，所有节点的生长素浓度均在[0，1]范围之内，根据随机原则随机选择一个节点进行生长分支，在节点按照L -系统生长后，新分支上会产生q 个新节点，这时需重新计算每个生长节点的形态素浓度，由此可知，每次生长过后，所有生长节点的形态素浓度都会变化，需重新计算。

以上分支过程会反复迭代，直到达到提前设置的终止迭代次数。

这个过程，就是模拟植物向光性生长机制找出全局最优解的过程。

3.模拟植物生长算法在车辆调度中的应用研究
车辆调度是典型的N P -H a r d 难题，是一种组合优化问题。

曹庆奎[3]
等考虑企业车辆有限制而客户时间窗又有要求的情况
下，引入了外包车辆和配送人员加班两种要素，对带时间窗约束的问题进行相应了扩展。

根据客户需求随机特点建立最小化车辆配送总成本的目标模型，并用模拟植物生长算法求解了该模型，最后结合具体实例，证明该算法不仅求得了最优解而且提高
了求解效率。

樊贵香[4]在上述文献的基础上，提出了求解带时间
窗的车辆调度问题的模拟植物生长算法，先选择插入搜索与互换搜索两种邻域搜索新生长点，再用标准算例验证了此算法的稳定性与全局寻优能力。

李金奇[5]
等对乘客高峰期的公共交通车作为研究对象，对公
共交通车调度优化问题进行了研究，客流量高峰时，一些线路由于公交车辆不足而不能满足运输要求。

此文考虑在其它车辆调度支援不及时的情况下，开通快线公交车，即安排合理的快线公交车的停靠站点、发车顺序以及快线车的数量。

最终目标是实现乘客等待时间最短以及公交公司的盈利目的。

首先需要对生长点进行定义，结合实际，将植物生长的空间描述为公共车辆调度的可行解空间，则可定义任意解D k (...，a ，...，b )，其中，a 与b 分别表示普通车与快线车，D k 为一个生长点也是一个发车方案。

然后是生长点的产生，分为两步，第一步是改变快线车的数量，第二步是改变发车顺序。

最后再按照模拟植物生长算法的迭代步骤，求得最优解。

通过对以上文献的研究，模拟植物生长算法在车辆调度中求得的解具有较好稳定性以及收敛速度快等优点。

并有效实现了车辆调度的优化目标，比如配送总成本最低、完成配送任务的时间最短、最少的配送车辆、最少配送里程等。

结论
模拟植物生长算法由环境变化引起的植物不均匀生长，通过向性运动不断调整自身形态产生了独有的优化策略和模式。

P G S A的“无参数智能算法”，回避了其它智能算法存在的参数难确定的问题。

随着模拟植物生长算法日趋完善，P G S A会在更多的领域中解决实际问题。

（作者单位：北京物资学院）参考文献
[1]李彤,王春峰,王文波,宿伟玲.求解整数规划的一种仿生类
基于模拟植物生长算法的车辆调度应用综述研究
文/徐雷
摘要：模拟植物生长算法（p l a n t g r o w t h s i m u l a t i o n a l g o r i t h m ,P G S A ）以植物的向性运动为启发式规则，通过分枝模式和生长环境构造出不断生长的植物分枝生长模式，开发了一种“无参数智能算法”的研究新领域。

本文对比了模拟植物生长算法与其它智能算法，并详细描述了模拟植物生长算法的优势，其次，对模拟植物生长算法的演绎方式及标准流程进行理论概述。

最后，对模拟植物生长算法在车辆调度中的应用进行研究综述，表明将模拟植物生长算法应用在车辆调度中的有效性。

关键词：车辆调度；模拟植物生长算法；
优化算法77
全局优化算法——
—模拟植物生长算法[J].系统工程理论与实践, 2005(01):76-85.
[2]李彤,王众托.模拟植物生长算法的原理及应用[J].系统工程理论与实践,2020,40(05):1266-1280.
[3]曹庆奎,刘新雨,任向阳.基于模拟植物生长算法的车辆调度问题[J].系统工程理论与实践,2015,35(06):1449-1456.
[4]樊贵香.混合模拟植物生长算法在包装件配送中的应用[J].包装工程,2016,37(13):43-49.
[5]李金奇,杨琴.基于模拟植物生长算法的快线公共车辆优化调度研究[J].中国安全生产科学技术,2013,9(08):146-151.
近些年来我国经济得到了持续发展，随之而来的是一系列环境问题，交通运输作为经济发展的重要环节成为了碳排放的“重灾区”，针对这一现象我国应当加强水路运输质量，降低运输中碳排放量，提高经济效益降低环境污染，本文将首先针对低碳经济的概念进行分析，之后对水路运输及水路运输经济发展优势进行探究。

一、低碳经济
虽然我国经济总量在不断地向前发展，但是我国环境的恶化程度也在持续加深，针对这种情况我国提出了低碳经济这一经济发展理念，提高我国经济绿色可持续发展的动力，根据碳足迹测算可以发现，汽车等交通工具尾气排放成为了碳排放量中成长速度最快的内容之一，然而经济的发展却离不开交通运输行业，这就对运输行业低碳经济的发展提出了更高的要求，在运输过程中不仅要保障商品运输质量，还要应当相应降低碳排放数量，所以在进行运输的过程中应当选择运力较大、碳排放较小的运输方式进行商品的运输活动，这种要求使得水路运输经济得到了巨大的发展[1]。

二、水路运输
水路运输相对于其他的运输方式有着更加明显的优点，水路运输不仅运送量大，并且还能够降低碳排放量，能够有效的践行低碳环保理念的发展要求，下面将针对熟路运输的特点及优势进行分析。

（一）水路运输特点
水路运输具有环保性，通过全球温室气体排放总量占比来看，水路运输的碳排放量仅占全球温室气体排放量的3%左右，这样的碳排放占比微乎其微，不会对环境造成极其恶劣的影响，并且水路运输还具有较高的经济性，通过与铁路运输成本的比较，水路运输所需要的成本相对较低，并且由于熟路运输不需要架设轨道等硬件设置，使得水路运输成本较低，水路与公路运输相比，其成本也只占公路运输成本的10%左右，并且能够长距离地运输，其运载量也比铁路、公路运输量多，通过分析可以得知水路运输的选择在一定程度上能够节约成本，降低碳排放量，实现交通运输的绿色可持续发展。

通过水路近些年来的发展来看，水路运输方式完全符合我国低碳经济发展的要求，水路运输对于能源的消耗较小，并且排放的废气量较少，具有节能的优点，通过调查分析可以得知，我国普通载货汽车的油耗量远高于水路运输的油耗量，同等距离下按照比例计算，普通载货汽车的油耗量是水路运输的8倍，所以大力发展水路运输能够有效地缓解碳排放给环境带来的问题，切实践行低碳环保经济发展理念[2]。

（二）水路运输形式
水路运输又分为内河运输与海上运输两种方式，内河运输是指船舶利用境内河流或人工运河的形式进行货物、旅客运输的一种方式，通过内河运输的方式紧密的连接了内陆与沿海的经济交流活动，也是国家与国家边境贸易间最常用的手段之一。

海上运输又包括沿海运输与国际海洋运输两种模式，我国的海岸线较长，沿海经济发达，所以利用沿海运输能够大大提高经济往来频率，并且增加了运量，提高了我国经济发展速度。

而海洋运输则更加凸显了水路运输的重要性，通过海洋运输能够降低运输成本，对于公路铁路无法到达的国家采用海洋运输手段能够加强两国间的贸易往来，推动经济活力，并且海洋运输还具备运量大、船舶吨位不受限制等优势，在降低运输成本的同时增加了商品的利润。

（三）水路运输优势
随着全球范围内原油价格的持续上升，也增加了运输的成本，而水路相较于其他运输方式而言其更具备可观的经济效益，是一种性价比高的运输手段。

其次随着我国低碳经济理念的落实，水路运输相较于其他运输方式而言更加符合低碳经济的发展思路，并且通过水路运输的特点分析中也可以得知，水路运输更加具备低碳经济发展的特征。

水路运输较为经济、运送量较大，也完全弥补了航空运输运量不足的问题。

一些无法使用陆路
低碳经济下水路运输经济发展优势探讨
文/李美红
摘要：随着时代的发展社会的进步，我国的经济得到了腾飞，但是与此带来环境破坏也成为了我国需要面临的问题之一，在这种情况下我国提出了低碳经济的经济发展策略，有效地保护了我国环境，运输作为一种必要的经济交流手段是中国经济发展中最重要的环节之一，从交通运输行业入手，能够有效地促进低碳经济的发展势头，为我国低碳经济事业提供强大的助力，本文就将针对低碳经济下水路运输经济发展优势进行探讨。

关键词：低碳经济；水路运输；
水路的发展
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C h i n as t o r a g e&t r a n s p o r t m a g a z i n e2021.06。