• 제목/요약/키워드: Routing problem

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Minimum Energy Cooperative Path Routing in All-Wireless Networks: NP-Completeness and Heuristic Algorithms

  • Li, Fulu;Wu, Kui;Lippman, Andrew
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권2호
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    • pp.204-212
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    • 2008
  • We study the routing problem in all-wireless networks based on cooperative transmissions. We model the minimum-energy cooperative path (MECP) problem and prove that this problem is NP-complete. We hence design an approximation algorithm called cooperative shortest path (CSP) algorithm that uses Dijkstra's algorithm as the basic building block and utilizes cooperative transmissions in the relaxation procedure. Compared with traditional non-cooperative shortest path algorithms, the CSP algorithm can achieve a higher energy saving and better balanced energy consumption among network nodes, especially when the network is in large scale. The nice features lead to a unique, scalable routing scheme that changes the high network density from the curse of congestion to the blessing of cooperative transmissions.

고객 제한조건이 있는 복수 차량유형의 차량할당 및 경로선정에 관한 연구 (Study on the Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Customer Restriction)

  • 이상헌;이정만
    • 대한산업공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.228-239
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    • 2005
  • In this paper, we propose a new conceptual HVRPCR(Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Customer Restriction) model including additional restrictions that are consisted of loadage limit and possible visit number of demand post in HVRP. We propose HVRPCR algorithm using the heuristic in order to solve speedily because VRP is NP-Hard and need many solution time. The proposed model is simulated with changing demand post location, demand weight, loading and possible visit number limitation. Results of the computational experiment are provided along with some analysis like travel cost reduction rate.

공공차량 경로문제 해법연구 (Public Vehicle Routing Problem Algorithm)

  • 장병만;박순달
    • 한국경영과학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.53-66
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    • 1989
  • The Public Vehicle Routing Problem (PVRP) is to find the minimum total cost routes of M or less Public-Vehicles to traverse the required arcs(streets) at least once, and return to their starting depot on a directed network. In this paper, first, a mathematical model is formulated as minimal cost flow model with illegal subtour elimination constraints, and with the fixed cost and routing cost as an objective function. Second, an efficient branch and bound algorithm is developed to obtain an exact solution. A subproblem in this method is a minimal cost flow problem relaxing illegal subtour elimination constraints. The branching strategy is a variable dichotomy method according to the entering nonrequired arcs which are candidates to eneter into an illegal subtour. To accelerate the fathoming process, a tighter lower bound of a candidate subproblem is calculated by using a minimum reduced coast of the entering nonrequired arcs. Computational results based on randomly generated networks report that the developed algorithm is efficient.

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군 수송기 운영 효율성 제고를 위한 최적경로 연구 (Effective Route Scheduling for Military Cargo-Plane Operation)

  • 김승기;이문걸;이현수
    • 경영과학
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    • 제33권1호
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    • pp.89-99
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    • 2016
  • A scheduled airlift is the most critical part of the air transportation operations in ROK Air Force. The military cargo-plane routing problem is a PDPLS (pickup and delivery problem in which load splits and node revisits are allowed). The cargo which is transported by a military cargo-plane is measured in pallet. The efficiency of pallet needs to be considered with respect to its volume and weight. There are some guidelines about orders of priorities and regulations in the military air transportation. However, there are no methodologies which can raise the efficiency of flight scheduling using Operations Research (OR) theories. This research proposes the effective computing methodology and the related heuristic algorithms that can maximize the effectiveness of the path routing model.

휴리스틱 탐색전략을 이용한 배전계통 계획의 급전선 최적 경로 선정 (Optimal Feeder Routing for Distribution System Planning Using a Heuristic Strategy)

  • 최남진;김병섭;신중린
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제49권11호
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    • pp.566-574
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    • 2000
  • This paper propose a heuristic algorithm based on the Branch-Exchange (BE) method to solve Optimal feeder Routing(OFR) problem for the distribution system planning. The cost function of the OFR problem is consisted of the investment cost representing the feeder installation and the system operation cost representing the system power loss. We propose a properly designed heuristic strategy, which can handle the horizon-year expansion planning problem of power distribution network. We also used the loop selection method which can define the maximum loss reduction in the network to reduce calculation time, and proposed a new index of power loss which is designed to estimate the power loss reduction in the BE. The proposed index, can be considered with both sides, the low voltage side and voltage side branch connected with tie one. The performances of the proposed algorithms and loss index were shown with 32, 69 example bus system.

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병렬 유전자 알고리즘을 이용한 차량경로문제에 관한 연구 (Vehicle Routing Problem Using Parallel Genetic Algorithm)

  • 유융석;노인규
    • 대한산업공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.490-499
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    • 1999
  • Vehicle routing problem(VRP) is known to be NP-hard problem, and good heuristic algorithm needs to be developed. To develop a heuristic algorithm for the VRP, this study suggests a parallel genetic algorithm(PGA), which determines each vehicle route in order to minimize the transportation costs. The PGA developed in this study uses two dimensional array chromosomes, which rows represent each vehicle route. The PGA uses new genetic operators. New mutation operator is composed of internal and external operators. internal mutation swaps customer locations within a vehicle routing, and external mutation swaps customer locations between vehicles. Ten problems were solved using this algorithm and showed good results in a relatively short time.

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Multi Objective Vehicle and Drone Routing Problem with Time Window

  • Park, Tae Joon;Chung, Yerim
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.167-178
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    • 2019
  • In this paper, we study the multi-objectives vehicle and drone routing problem with time windows, MOVDRPTW for short, which is defined in an urban delivery network. We consider the dual modal delivery system consisting of drones and vehicles. Drones are used as a complement to the vehicle and operate in a point to point manner between the depot and the customer. Customers make various requests. They prefer to receive delivery services within the predetermined time range and some customers require fast delivery. The purpose of this paper is to investigate the effectiveness of the delivery strategy of using drones and vehicles together with a multi-objective measures. As experiment datasets, we use the instances generated based on actual courier delivery data. We propose a hybrid multi-objective evolutionary algorithm for solving MOVDRPTW. Our results confirm that the vehicle-drone mixed strategy has 30% cost advantage over vehicle only strategy.

무선 센서 망에서 에너지 효율적인 페이스 라우팅을 활용한 분리된 다중 경로 방안 (Disjointed Multipath using Energy Efficient Face Routing in Wireless Sensor Networks)

  • 조현종;김천용;김상대;오승민;김상하
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.116-121
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    • 2017
  • 무선 센서 네트워크에서 다중 경로는 저전력 센서의 특징으로 인해 에너지 효율적인 라우팅 방법들을 선호하였으며 라우팅 방법 중 이웃 노드들의 주변 정보를 통해 데이터를 전달하는 위치 기반 라우팅으로 다중 경로를 생성하였다. 하지만, 다중 경로가 라우팅 불가 지역에서 위치 기반 라우팅을 사용하면 경로들이 중복 사용되어 다중 경로의 디스조인트 특징을 유지하지 못한다. 이를 해결하기 위해, 다중 경로는 라우팅 불가 지역을 모델링하고 해당 지역을 우회하여 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하였다. 하지만 에너지 관점으로 보았을 때, 모델링과 같은 부가적인 작업은 노드의 에너지 소모를 증가시키며 센서 망의 수명을 단축시킨다. 본 논문에서는 라우팅 불가 지역에서 다중 경로의 디스조인트 특징을 보존하면서 에너지 효율적인 위치 기반 라우팅을 제안한다. 제안 방안은 노드의 에너지 소모를 줄이기 위해 모델링과 같은 부가적인 작업 없이 페이스 라우팅을 활용한다.

애드혹 네트워크에서의 보조 경로를 이용한 에너지 인식 라우팅 알고리즘 (Energy-Aware Routing Algorithm using Backup Route for Ad hoc Network)

  • 정세원;이채우
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권6호
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    • pp.23-32
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    • 2005
  • 본 논문에서는 에너지 제약적인 애드 혹 네트워크를 위해서 보조 경로 기법을 사용하여 네트워크의 에너지를 고르게 사용함으로써 네트워크 수명을 증가시키는 새로운 알고리즘을 제안한다. 최근 네트워크의 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 On-Demanding 방식 기반의 다양한 알고리즘들이 제안되었다. 그 중 PSR(Power-aware Source Routing)은 경로 탐색 동안에 선택된 하나의 경로만을 지속적으로 사용하는 DSR(Dynamic Source Routing)의 단점을 극복하기 위해 에너지 사용량에 따라 경로를 주기적으로 교체함으로써 네트워크 수명을 늘린다. 그러나 이는 경로 교체 동안 발생되는 잦은 플러딩(Flooding)으로 인해 라우팅 오버헤드가 증가하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 경로 탐색 동안 설정된 보조경로(Backup Route)를 사용해 플러딩의 발생 없이 경로를 변경시키는 HPSR(Hierarchical Power-aware Source Routing)을 제안한다. HPSR은 보조 경로를 사용한 잦은 경로 변경 통해 네트워크 수명을 증가시키면서도 플러딩의 감소로 라우팅 오버헤드를 감소시킨다. 또한, 본 논문에서는 OPNET을 사용한 시뮬레이션을 통해 HPSR의 성능을 검증한다.

시간 제약을 가지는 차량 경로 스케줄링 문제 해결을 위한 기회시간 반영 하이브리드 휴리스틱 (Hybrid Heuristic Applied by the Opportunity Time to Solve the Vehicle Routing and Scheduling Problem with Time Window)

  • 유영훈;차상진;조근식
    • 지능정보연구
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    • 제15권3호
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    • pp.137-150
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    • 2009
  • 본 연구는 시간 제약조건을 가지는 차량 경로 탐색과 스케줄링 문제(VRSPTW, the Vehicle Routing and Scheduling Problem with Time Window)를 해결하기 위하여, 기회시간(Opportunity time)을 반영한 하이브리드 휴리스틱을 제안하였다. 기회시간은 각 고객 노드에서 요구하는 하역 서비스를 수행 한 뒤에도 남아 있는 여유시간이다. 제안된 휴리스틱은 기회시간에 대한 제약조건을 추가하고, 기회시간을 고려한 비용 평가함수를 삽입 전략에 적용함으로써 초기 해를 구하였다. 또한 고객 노드 교환에 의한 타부 탐색 전략에도 기회시간을 반영함으로써 해를 개선 시켰다. 마지막으로 지리적, 시간적, 용량적으로 다양한 데이터 유형들에 대하여 각각 효과적으로 최적 해를 구할 수 있는 초기 경로 생성 전략들을 소개하고 비교하였다. 본 연구의 실험에서는 제안된 휴리스틱이 Solomon I1 휴리스틱 보다 효율적으로 최근사 해를 얻을 수 있음을 보였다.

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