ارائه روشی ابتکاری برای حل مسئله مسیریابی «فروشنده دوره گرد»

مسیریابی یکی از مسائل بسیار پرکاربرد GIS است که هدف اصلی آن یافتن بهترین مسیر گذرنده از یک سری موقعیت های از پیش تعیین شده است. این فرایند می تواند تاثیر بسزایی در تصمیم گیری های حساس مکانی داشته باشد. به همین دلیل از دیرباز تحقیقات بسیاری در مورد بهینه سازی این مسئله با استفاده از الگوریتم های مختلف صورت گرفته است. مسئله فروشنده دوره گرد یکی از مسائل بسیار کهن در علوم کاربردی است که پیش از پیدایش GIS نیز مطرح بوده است. این مسئله با ظهور فناوری های جدید مانند GIS کاربردهای بسیاری یافته و روش های جدیدی نیز برای حل آن پیشنهاد شده است. الگوریتم های تکاملی (ژنتیک) یکی از روش هایی هستند که برای حل مسائل بهینه سازی مختلف به کار گرفته می شوند. تحقیقات نشان داده است که تلفیق روش های جست و جوی محلی (Local Search) با عملگرهای ژنتیک می تواند منجر به نتایج بهتری در حل مسئله فروشنده دوره گرد شود. در نوشتار حاضر، روشی تازه و ابتکاری برای حل مسئله مسیریابی ارائه و پیاده سازی شده است. در این روش با بهره گیری از مفهوم مرکز هندسی به برازش چندضلعی ها با رئوس شهرها، به گونه ای پرداخته شده است که مسیر نهایی محدب ترین چندضلعی باشد. این الگوریتم با رویکردی پوششی با جهت بیرونی- درونی بزرگ ترین دایره محیطی شهرها را به کوچک ترین چند ضلعی محدب ممکن تبدیل می کند. همچنین با استفاده از جست و جوی محلی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک و روش نزدیک ترین همسایه (NN)، به حل مسئله مسیریابی فروشنده دوره گرد پرداخته شده است. ارزیابی نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج حاصل از روش های ژنتیکی، جست و جوی محلی و نزدیک ترین همسایه حاکی از این بود که روش پیشنهادی، سرعت و دقت بالایی را در تولید مسیرهای نهایی ارائه می کند. بررسی نتایج نهایی ژنتیک با روش ابتکاری نشان داد که این الگوریتم همواره نمی تواند به جواب های بهتری برسد. مثلا در تعداد ۲۵ بار اجرای جداگانه ی جست و جوی ژنتیک، ۳/۶۹ درصد از جواب ها از جواب روش پیشنهادی، بهتر نبودند. از طرف دیگر روش پیشنهادی می تواند چندین هزار برابر سریع تر از الگوریتم قدرتمند ژنتیک جواب های نهایی را تولید کند.

Keywords:

GIS , مسیریابی , الگوریتم ژنتیک , جست و جوی محلی , نزدیک ترین همسایه (NN)