A Constraint Programming Approach for the Time Dependent Traveling Salesman Problem

Penelope Aguiar-Melgarejo 1
1 M2DisCo - Geometry Processing and Constrained Optimization
LIRIS - Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information
Résumé : L’optimisation des tournées de livraison est souvent modélisée par un problème de voyageur de commerce (Traveling Salesman Problem / TSP). Pour ce problème, il est fréquent d’avoir des contraintes additionnelles telles que, par exemple, des fenêtres horaires limitant les heures de livraison chez le client ou des pauses obligatoires pour les conducteurs des camions. Le temps est une dimension importante à prendre en compte pour respecter ces contraintes. Cependant, les durées des trajets ne sont généralement pas constantes mais varient en fonction des congestions, et cette variabilité doit être intégrée au moment de l’optimisation des tournées. Ainsi, le problème du voyageur de commerce dépendant du temps (Time Dependent TSP / TD-TSP) est la version étendue du TSP où le coût d’un arc dépend de l’heure à laquelle cet arc est emprunté. Dans cette thèse nous proposons un nouveau benchmark pour le TDTSP basé sur des données réelles de trafic (fournies par la Métropole de Lyon) et nous montrons l’intérêt de prendre en compte la variabilité des durées dans ce problème. Nous étudions comment mieux modéliser les fonctions de durée de trajet dépendantes du temps. Nous introduisons et comparons différents modèles pour résoudre le TDTSP avec la programmation par contraintes (Constraint Programming / CP). Un premier modèle est directement dérivé du modèle CP classique pour le TSP. Nous montrons que ce modèle ne permet pas de raisonner avec des relations de précédence indirectes, ce qui pénalise sa performance sur notre benchmark. Nous introduisons une nouvelle contrainte globale qui est capable d’exploiter des relations de précédence indirectes sur des données dépendantes du temps et nous introduisons un nouveau modèle CP basé sur notre nouvelle contrainte. Nous comparons expérimentalement les deux modèles sur notre benchmark, et nous montrons que notre nouvelle contrainte permet de résoudre le TDTSP plus efficacement.
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Thèse
Computer Science [cs]. INSA Lyon, 2016. English. 〈NNT : 2016LYSEI142〉
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Soumis le : mercredi 20 juin 2018 - 11:09:45
Dernière modification le : mercredi 19 septembre 2018 - 10:00:29
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Penelope Aguiar-Melgarejo. A Constraint Programming Approach for the Time Dependent Traveling Salesman Problem. Computer Science [cs]. INSA Lyon, 2016. English. 〈NNT : 2016LYSEI142〉. 〈hal-01514369〉

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