Models and Algorithms for Route Planning of Freight Buses
Modèles et algorithmes pour la planification d'itinéraire de bus de fret
Résumé
In this thesis, freight buses are introduced as a new public transportation means for city logistics. Like passenger buses, freight buses are standardized vehicles with fixed routes and time schedules. With stable and accurate services provided by freight buses, both shippers and customers can flexibly arrange their order delivery times. The route planning problem of freight buses for urban distribution is studied, where each freight bus repeatedly performs a tour that leaves from a distribution center, visits multiple depots, and returns to the center. This problem is a new variant of periodic vehicle routing problem, which was never studied in the literature. We have studied three variants of the freight bus routing planning problem: the basic freight bus routing problem with only deliveries, the freight bus routing problem with both pickups and deliveries, and the freight bus routing problem with stochastic demands. For each variant of the problem, after establishing its mathematical model, we have developed a metaheuristic algorithm to solve it. These metaheuristic algorithms include a memetic algorithm, an adaptive large neighborhood search algorithm, and an immune genetic algorithm combined with scenario-based optimization for cost evaluation. The choice of each algorithm considers the characteristics of the corresponding variant of the problem studied. The relevance of the mathematical models and the effectiveness of the proposed algorithms are proved by intensive numerical experiments.
Dans cette thèse, les bus de fret sont introduits comme un nouveau moyen de transport collectif pour la logistique urbaine. Tout comme les autobus, les bus de fret sont des véhicules normalisés avec les itinéraires et les horaires fixes. Grace aux services stables et précis fournis par ces bus de fret, les expéditeurs et les consommateurs peuvent organiser de manière flexible les délais de livraison et de ramassage de leurs commandes. Le problème de planification d'itinéraires de bus de fret pour la distribution urbaine est étudié, où chaque bus de fret effectue répétitivement un circuit partant d'un centre de distribution, se rendant à plusieurs dépôts et retournant au centre. Ce problème est une nouvelle variante du problème de tournées périodiques de véhicules, qui n'a jamais été étudiée dans la littérature. Nous avons étudié trois variantes du problème de planification d’itinéraires de bus de fret : le problème de base avec demandes de livraison uniquement, le problème avec ramassages et livraisons, et le problème avec demandes de ramassage et de livraison stochastiques. Pour chaque variante du problème, après avoir établi un modèle mathématique, nous avons développé un algorithme métaheuristique pour la résoudre. Le choix de chaque algorithme prend en compte les caractéristiques de la variante correspondante du problème étudiée. La pertinence des modèles et l'efficacité des algorithmes proposés sont prouvées par des expérimentations numériques intensives.
Origine : Version validée par le jury (STAR)