基于遺傳算法的電力物資配送管理信息系統(tǒng)研究

蘇鑫煒　梁丹鈺

作者簡介：蘇鑫煒（1991-），男，漢，山西人，在讀碩士研究生，華北電力大學，從事電力物資配送研究。

梁丹鈺（1996-），女，漢，山西人，在讀本科生，吉林大學，從事信息管理與信息系統(tǒng)研究。

摘 要：遺傳算法是一種基于自然進化原理的全局搜索方法，在很多問題的研究上有重大的意義。在管理信息系統(tǒng)的背景下，本文將遺傳算法應(yīng)用在電力物資配送路徑的優(yōu)化問題上，以期得到滿意的結(jié)果。通過具體算例表明，遺傳算法在電力物資配送路徑優(yōu)化問題上可以有很好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：管理信息系統(tǒng)；路徑優(yōu)化；遺傳算法

電力物資配送路徑優(yōu)化問題，可以定義為已知一系列電力物資發(fā)貨點和收貨點，組織相應(yīng)的車輛行駛路徑，滿足一定的約束條件下，達到一定的目標。

遺傳算法是美國Holland教授提出的，遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的隨機化搜索方法。遺傳算法也是計算機科學人工智能領(lǐng)域中用于解決最優(yōu)化的一種搜索啟發(fā)式算法，是進化算法的一種。管理信息系統(tǒng)涉及管理學、運籌學、計算機科學等很多學科，包括采集、傳遞、儲存、處理等過程，將信息進行維護和二次利用，可以為做出決策提供很好的幫助。

本文在管理信息系統(tǒng)的背景下，結(jié)合電力物資配送的特點，將遺傳算法用于其路徑的優(yōu)化，并通過具體算例進行驗證。Matlab功能強大，本文應(yīng)用matlab的遺傳算法工具箱，對電力物資配送路徑進行優(yōu)化。

1.電力物資配送路徑優(yōu)化問題的模型

電力物資的配送有自己的特點，模型總體描述為：從電力公司物資配送中心用車輛搬用電力物資向多個目的地送貨，每個目的地的位置和需求量一定，每臺車輛的載重量一定，要求合理安排線路，使得運輸距離最短，并滿足以下條件：（1）對于每一條配送路徑，目的地的需求量之和不應(yīng)該超過車輛的載重總量；（2）對于每一條配送路徑，長度不應(yīng)該超過車輛一次配送的最大行駛距離；（3）對于每一個目的地，所需求的物資只能由一臺車輛配送；（4）電力物資配送過程中每個目的地的路況條件相同。在確定了配送問題的約束條件和優(yōu)化目標之后，建立相關(guān)的數(shù)學模型。

2.電力物資配送路徑優(yōu)化問題的遺傳算法

遺傳算法是迭代搜索算法的一種。算法以群體中的所有個體為操作對象，單獨個體為問題的一個解?？臻g的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼、初始群體形成、計算適應(yīng)度、選擇、交叉和變異等步驟，完成遺傳算法的整個過程。三個主要的操作算子是選擇、遺傳和變異。遺傳算法基本原理在很多方面已經(jīng)得到了應(yīng)用。

3.實例分析

某電力物資配送中心要向8個目的地配送物資，車輛數(shù)m為2，車輛載重量q均為8t，各目的地需求量為gi（i=1，2，3，…，8）（t），已知目的地與配送中心間的距離如表1所示（其中0表示中心倉庫），要求合理安排車輛的運輸路徑。

參數(shù)設(shè)置為num=10，N=200，=0.2，pmutation=0.9，pcross=0.02，matlab7.0運算10次。經(jīng)驗證，計算結(jié)果比較穩(wěn)定，其中，得到過兩次最優(yōu)解67.5km，對應(yīng)的路徑為：0-4-7-6-0；0-1-3-5-8-2-0。

計算結(jié)果表明，用matlab遺傳算法工具箱進行電力物資配送路徑優(yōu)化，可以方便有效地求得問題的最優(yōu)解或者近似最優(yōu)解，既能滿足車輛載重量的約束，又能保證目的地的電力物資需求。

4.結(jié)語

管理信息系統(tǒng)的發(fā)展日益加快，電力物資配送路徑的合理確定，是提高服務(wù)質(zhì)量、增加經(jīng)濟收益的重要手段。本文表明，對于電力物資配送首先建立配送路徑的數(shù)學模型，再結(jié)合管理信息系統(tǒng)的思想，采取遺傳算法進行研究求解，是一種性能優(yōu)良的啟發(fā)式搜索方法。在matlab環(huán)境下使用遺傳算法求解，能夠很好地利用其強大的計算能力，并且易與其它工具包結(jié)合對參數(shù)進行優(yōu)化方面的研究。

（作者單位：1.華北電力大學經(jīng)濟與管理學院；2.吉林大學商學院）

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