Optimizacija usmjeravanja vozila primjenom višestrukih poboljšanja u lokalnom pretraživanju

Combinatorial optimization problems on graphs arise in many practical applications. One of the most studied practical combinatorial optimization problem is the Vehicle Routing Problem (VRP). When coupled with modern in-car navigation and fleet management software, real world applications of VRP optimization result in significant cost savings. In this paper novel multiple improvements pivoting rule for Capacitated VRP (CVRP) is proposed. Its application significantly reduces computational time needed for CVRP optimization. A novel pivoting rule is implemented as part of the search step selection mechanism in the Iterated Local Search algorithm. Augmented iterated local search algorithm is tested on 4 large scale real-world problems in Croatia with up to 7, 065 customers and 236 vehicles, and on standard CVRP benchmark sets. Real-world problem data was obtained from a large Croatian logistics company. Comparison of well known first and best pivoting rules with proposed novel multiple improvements pivoting rule regarding travel distance, number of search moves and computational time is given. Achieved computational speed-ups are up to 29 times compared to the first improvement pivoting rule and 9 times compared to the best improvement pivoting rule, without any substantial degradation in quality of the obtained solution.Kombinatoričke optimizacije na grafu pojavljuju se u mnogim aplikacijama u praksi. Jedan od najviše proučavanih kombinatoričkih optimizacijskih problema je problem usmjeravanja vozila. Ukoliko se optimizacija usmjeravanja vozila poveže sa suvremenim u vozila ugrađenim sustavima navigacije i nadgledanja voznog parka moguće je postići značajne uštede u troškovima dostave. U ovom radu je predložen novi mehanizam odabira smjera lokalnog pretraživanja zasnovan na višestrukim poboljšanjima za rješavanje kapacitivnog problema usmjeravanja vozila. Predloženi novi mehanizam je implementiran kao dio mehanizma odabira smjera lokalnog pretraživanja u algoritmu iterativnog lokalnog pretraživanja. Prošireni algoritam iterativnog lokalnog pretraživanja je provjeren na 4 vrlo velika optimizacijska problema sa stvarnim podacima iz Hrvatske (skup od 7.065 kupaca i 236 dostavnih vozila) i na standardnim testnim skupovima. Stvarni testni podaci dobiveni su od jedne velike hrvatske logističke tvrtke. U radu je napravljena usporedba između mehanizama odabira smjera lokalnog pretraživanja zasnovanih na prvom i najboljem poboljšanju te predloženog mehanizma poboljšanja lokalne pretrage. Usporedba je napravljena prema prijeđenom putu, broju pomaka lokalnog pretraživanja i vremenu izračuna. Dobiveni rezultati pokazuju ubrzanje u vremenu izračuna za 29 puta u usporedbi sa prvim smjerom poboljšanja lokalne pretrage te 9 puta u usporedbi sa najboljim smjerom poboljšanja lokalne pretrage bez značajnijih degradacija u kvaliteti dobivenog rješenja