بهینه سازی هوشمند مسیر فروشنده دوره گرد بین شهرهای ایران با الگوریتم ژنتیک و تابع برازش ترکیبی

در این پژوهش، مسئله کلاسیک فروشنده دوره گرد برای ۳۱ مرکز استان ایران به عنوان یک مسئله بهینه سازی ترکیبی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف یافتن کوتاه ترین مسیر ممکن برای بازدید از تمامی مراکز استان و بازگشت به نقطه آغازین است به گونه ای که مجموع کل فواصل طی شده حداقل گردد. برای حل این مسئله از الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از روش های موثر فراابتکاری استفاده شده است. جهت افزایش دقت، پایداری و سرعت همگرایی الگوریتم یک تابع برازش ترکیبی پیشنهادی توسعه داده شد که در آن از تلفیق نرمال سازی خطی و تابع نمایی بهره گرفته شده است. این ترکیب موجب شد تا مسیرهای کوتاه تر به صورت موثرتری شناسایی شوند و فشار انتخاب به صورت کنترل شده تری اعمال گردد. داده های مربوط به فواصل جاده ای واقعی میان مراکز استان ها از منابع معتبر استخراج و در قالب یک ماتریس فاصله متقارن ثبت گردید تا مدل بیشترین انطباق را با شرایط واقعی سفر داشته باشد. در طراحی الگوریتم برای حفظ تعادل میان بهره برداری از جواب های برتر و جلوگیری از افت تنوع از ترکیب انتخاب نخبه گرایانه و چرخ رولت استفاده شد. نتایج حاصل از چندین اجرای مستقل نشان داد که تابع برازش ترکیبی پیشنهادی عملکرد بهتری نسبت به توابع خطی، نمایی، توانی و رتبه ای داشته و توانسته است کوتاه ترین مسیرها را با سرعت همگرایی بالاتر و پایداری بیشتر ارائه دهد. علاوه بر این، طراحی رابط گرافیکی تعاملی در محیط پایتون امکان انتخاب مبدا و مقصد، اجرای الگوریتم و مشاهده مسیر بهینه روی نقشه واقعی ایران را برای کاربر فراهم کرده است. در مجموع این پژوهش نشان می دهد که به کارگیری توابع برازش چندمعیاره در کنار روش های انتخاب ترکیبی می تواند به عنوان رویکردی کارآمد در حل مسائل پیچیده ی مسیریابی و بهینه سازی شبکه های حمل ونقل مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ژنتیک ، مسئله فروشنده دوره گرد ، تابع برازش ترکیبی ، بهینه سازی مسیر ، مسیریابی بین شهری ، الگوریتم های تکاملی