Design and implementation of vehicle routing problem software library

S různými typy dopravních problémů se v praxi setkáváme velmi často. Tento problém lze chápat především jako rozvoz zboží od dodavatelů k odběratelům s cílem minimalizace distribučních nákladů. Reálné dopravní problémy se od těch obecných liší především uvažovanými restrikcemi, což mohou být například kapacity vozidel a objednávek, časová okna a různá další speciální distribuční omezení. Na trhu jsou prezentovány některé specializované komerční nástroje pro optimalizaci distribučních nákladů, které jsou mnohdy součástí větších frameworků, které dále zajišťují další služby jako například sledování vozidel, umístění skladů, výkazy jízd atp. Tyto nástroje poskytují cloudové služby plně customizované dle zákazníka. Tato práce si klade za cíl navrhnout a zkonstruovat open source softwarovou knihovnu pro řešení okružního dopravního problému, která bude schopna reflektovat požadavky jednoduchosti, rozšiřitelnosti a přenositelnosti. Navrhovaná knihovna může sloužit nejen jako open source řešení okružních dopravních problémů, nástroj pro optimalizaci distribučních nákladů malých a středních firem ale především jako nástroj pro testování nově zkoumaných metod na akademické půdě. Práce je strukturována do několika hlavních částí. V první části definujeme cíle práce, vymezujeme okružní dopravní problém a popisujeme principy jeho řešení. V další části navrhujeme strukturu softwarového díla, diskutujeme výběr prostředků a dokumentujeme návrh. Poslední část práce se věnuje implementaci, validaci a reálnému využití softwarového díla.Various types of transportation issues are a common practice. The issue may be approached mainly as the distribution of products from suppliers to consumers while minimising distribution costs. The difference of real transportation issues predominantly relates to the considered restrictions, such as capacities of vehicles and orders, time windows and other special distribution restrictions. There are some specialized commercial products for optimizing distribution costs presented on the market. These are often part of larger frameworks, which also provides other services such as vehicle tracking, warehouse location, ride statements etc. These products provide cloud services fully customized according to the customer. This work aims to design and construct an open source software library for solving vehicle routing problem, which will be able to reflect requirements of simplicity, scalability and portability. The constructed library can serve not only as an open source solution for vehicle routing problems, but also as a tool for testing new methods studied on university premises. The work is divided into several parts. In the first part we define the goals of this work, we define the vehicle routing problem and we describe the principles of the solution. In the next section, we propose the structure of the software, we discuss the choice of aids and document a design phase. The last part deals with the implementation phase, validation phase and real use of the software