Útvonaloptimizálás

útvonaloptimizálás a kombinatorikus optimalizálás egyik ága, amely a legjobb útvonalak meghatározását célozza különböző közlekedési és logisztikai környezetekben. A feladatok gyakran törekszenek a költségek, idő vagy távolság minimalizálására, miközben figyelembe veszik korlátokat, például járműkapacitást, munkaidőt és időablakokat.

Főbb formális problémák közé tartozik a travelling salesman problem (TSP) és a vehicle routing problem (VRP). Variánsai közé tartozik a capacitated VRP (CVRP), time window VRP (VRPTW), több telephelyes VRP és nyitott VRP. A hálózatos modellekben élek költségei vagy idői adják a súlyokat.

Az alkalmazott módszerek között egzakt algoritmusok találhatók, például branch-and-bound és lineáris programozás, valamint heurisztikák és metaheurisztikák, például a Clarke–Wright megoldási eljárás, genetikus algoritmusok, szimulált annealing és hangya-optimálás. Nagyobb problémáknál gyakori a oszlopgenerálás és a hibrid megközelítés.

Adatok és célok: hálózati gráf élei költségekkel vagy időkkel, járműkapacitások, futamidők, időablakok és flottaméret. Célfüggvény lehet az össz-költség, az összes megtett távolság vagy a késések minimalizálása; a modellekhez gyakran társulnak korlátok és bizonytalansági elemek.

Alkalmazások: logisztika, városi szállítás, last-mile szolgáltatások, üzemeltetés és vészhelyzeti reagálás. Ezekben adaptív és re-projektív megoldásokat alkalmaznak, gyakran valós idejű adatokkal.

Kihívások és irányok: dinamika, bizonytalanság, forgalmi változások és skálázási igények; re-optimalizálás valós időben; hibrid algoritmusok és mesterséges intelligencia bevonása a robosztus megoldásokért.

Az útvonaloptimizálás folyamatosan fejlődik a digitalizáció és a valós idejű adatok hatékony felhasználásával.