Rešavanje diskretnih lokacijskih problema primenom metode promenljivih okolina
Variable neighborhood search for solving discrete location problems
Author
Đenić, Aleksandar D.Mentor
Marić, Miroslav
Committee members
Filipović, Vladimir
Marić, Filip

Stanimirović, Zorica

Mladenović, Nenad

Metadata
Show full item recordAbstract
Predmet ovog rada je analiza i re²avanje dva diskretna lokacijska problema:
problema odre ivanja lokacija autobuskih terminala (engl. Bus Terminal
Location Problem - BTLP) i problema uspostavljanja centara za produºenu negu
pacijenata (engl. Long-term Care Facility Location Problem - LTCFLP). U radu je
prikazana metoda promenljivih okolina (engl. Variable Neighborhood Search - VNS)
za re²avanje BTLP i LTCFLP problema. VNS je metaheuristika vo ena jednim re-
²enjem i zasnovana je na sistemati£noj pretrazi okolina re²enja prostora pretrage.
Sastoji se iz dve faze, faze razmrdavanja i faze lokalne pretrage.
BTLP predstavlja diskretan lokacijski problem koji podrazumeva uspostavljanje
velikih autobuskih terminala kako bi se omogu¢ila ²to kvalitetnija usluga klijentima.
Klijenti predstavljaju lokacije autobuskih i metro stanica javnog prevoza. Za re²avanje
BTLP problema VNS metodom predstavljena je unapre ena lokalna pretraga
zasnovana na brzoj zameni okolina. Metoda je paralelizovana (PVNS...) i postignuto
je zna£ajno vremensko ubrzanje metode u zavisnosti od broja jezgara procesora na
kome se izvr²ava. Predloºena PVNS metoda daje re²enja boljeg kvaliteta u odnosu
na poznata re²enja BTLP problema iz literature. Algoritam je testiran i na
ve¢im instancama problema dobijenih modikacijom biblioteke instanci za problem
trgova£kog putnika i predstavljeni su rezultati metode na ovim instancama.
LTCFLP je nastao kao deo planiranja sistema zdravstvene za²tite u Juºnoj Koreji.
Klijenti predstavljaju lokacije na kojima se nalaze grupe pacijenata kojima
je potrebna produºena nega, dok uspostavljeni centri predstavljaju lokacije na kojima
¢e se izgraditi zdravstveni centri koji ¢e pruºati negu pacijentima. Unapred je
zadato n lokacija na kojima mogu biti uspostavljeni centri. Potrebno je odabrati
najvi²e K lokacija za uspostavljanje zdravstvenih centara tako da oni budu ²to ravnomernije
optere¢eni zahtevima klijenata. Za re²avanje LTCFLP problema VNS
metodom predstavljena je struktura podataka zasnovana na brzoj zameni okolina
uz pomo¢ koje je vremenska sloºenost jedne iteracije lokalne pretrage smanjena na
O(nmax(n;K2)) u odnosu na vremensku sloºenosti poznatu u literaturi O(K2 n2).
Smanjena vremenska sloºenost predstavljene lokalne pretrage dovela je do boljih rezultata
zbog ve¢eg broja iteracija VNS algoritma koje koje se mogu izvr²iti u kra¢em
vremenskom periodu. Prikazani su rezultati predstavljenog algoritma koji nadma-
²aju poznate rezultate iz literature.
This paper considers two discrete location problems: Bus Terminal Location
Problem (BTLP) and Long-term Care Facility Location Problem (LTCFLP). Variable
Neighborhood Search (VNS) method for solving BTLP and LTCFLP is presented
in this paper. VNS is a single-solution based metaheuristic based on systematic
change of neighborhoods while searching for optimal solution of the problem.
It consists two main phases: shake phase and local search phase.
BTLP is a discrete location problem which considers locating bus terminals in
order to provide the highest possible quality of public service to the clients. Clients
are presented as public transportation stations, such as bus or metro stations. VNS
algorithm is used for solving BTLP. This algorithm uses improved local search based
on ecient neighborhood interchange. VNS is parallelized (PVNS) which leads to
signicant time improvement in function of the processor core count. Computational
results show that proposed PVNS method improves existing... results from the
literature in terms of quality. Larger instances, based on instances from the Traveling
Salesman Problem library, are presented and computational results for those
instances are reported.
LTCFLP is created as a part of health care infrastructure planning in South
Korea. Clients are considered as groups of patients with a need of long-term health
care, while established facilities present locations where the centers that provide
health care services should be built. Predened are n locations where centers are to
be established. This problem seeks at most K locations to establish health centers
so they are to be equally loaded with clients demand. For solving LTCFLP, by using
VNS algorithm, data structure based on fast interchange is presented. It reduces
the time complexity of one iteration of local search algorithm to O(n max(n;K2))
comparing to the known time complexity from the literature O(K2 n2). Reduced
time complexity of the presented VNS leads to better quality solutions, due to larger
number of VNS iterations that can be performed in less computational time. This
paper presents computational results that outperform the best known results from
the literature.
Faculty:
Универзитет у Београду, Математички факултетDate:
19-06-2018Projects:
Keywords:
lokacijski problemi / Facility Location Problems / Bus Terminal Location Problem / Longterm Care Facility Location Problem / Combinatorial Optimization / Metaheuristics / Parallelization / Variable Neighborhood Search / problem odre ivanja lokacija autobuskih terminala / problem uspostavljanja centara za produºenu negu pacijenata / kombinatorna optimizacija / metaheuristike / paralelizacija / metoda promenljivih okolinaRelated items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Унапређење конструктивних хеуристика за проблеме комбинаторне оптимизације у операционом менаџменту / Improvement of constructive heuristics for combinatorial optimisation problems in operations management.
Danilović, Miloš D. (Универзитет у Београду, Факултет организационих наука, 10-10-2017) -
Квалитет проблемски оријентисане наставе и постигнуће ученика / Quality of problem-oriented teaching and students' achievement
Nikolić, Nataša T. (Универзитет у Београду, Филозофски факултет, 15-07-2018) -
Метод седиментације и његове примјене у проблемима дискретне математике / Method of sedimentation and its discrete mathematics applications
Kordić, Stevan Lj. (Универзитет у Београду, Математички факултет, 20-07-2016)