Estudio del problema del agente viajero con drones. Traveling Salesman Problem with Drone (TSP-D)
Al inicio del estudio, se analizó un conjunto de problemas de enrutamiento que pueden ser implementados en el transporte de última milla, y se encontró uno en particular que es el problema del agente viajero, que combina flotas y presenta adaptabilidad a los cambios del entorno. El problema del agen...
- Autores:
-
Pinzón Ospina., Sofía Valentina
Puello González., Paola Andrea
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/15057
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/15057
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- Palabra clave:
- 380 - Comercio , comunicaciones, transporte::388 - Transporte
Vehículos no tripulados
Transporte terrestre
Tráfico
Vehículos aéreos no tripulados
Vehículos terrestre
Vehicle Routing Problem
Problema de enrutamiento de vehículos
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Al inicio del estudio, se analizó un conjunto de problemas de enrutamiento que pueden ser implementados en el transporte de última milla, y se encontró uno en particular que es el problema del agente viajero, que combina flotas y presenta adaptabilidad a los cambios del entorno. El problema del agente viajero Traveling Salesman Problem (TSP), tiene como objetivo considerar cuál es la ruta idónea para conectar todos los nodos de la red de distribución una sola vez antes de volver al centro de inicio, además de optimizar tiempos y costos. (C. et al., 2008) Este problema tiene su aplicación en el sector logístico y en la programación de curvas de producción, y presenta una variación conocida como Traveling Salesman Problem with Drone (TSP-D) que combina la flota terrestre con un vehículo aéreo no tripulado (dron), y busca minimizar el tiempo en el que el camión y el dron terminan el proceso de entrega, aumentando la calidad del servicio y la satisfacción del cliente. Es por lo expuesto anteriormente, que en este trabajo se considera el TSP-D como objeto de estudio. |
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Applegate, D., B. R. C. V. . C. W. (1996). Concorde tsp solver. Computer Software, 36(5):0. Breunig, U., Baldacci, R., Hartl, R., and Vidal, T. (2019). The electric two-echelon vehicle routing problem. Computers Operations Research, 103:198–210. C., L., J, M. V., and E, C. (2008). Algoritmo para la exploracion de todos los valores posibles en el problema del agente viajero (tps). Scientia Et Technica, 30(2):1– 6. Euchi, J. and Sadok, A. (2021). Hybrid genetic-sweep algorithm to solve the vehicle routing problem with drones. Physical Communication, 44:101236. Fourer, R., G. D. M. . K. B. W. (1990). A modeling language for mathematical programming. management science. Management Science, 36(5):0. Ghelichi, Z., Gentili, M., and Mirchandani, P. B. (2021). Logistics for a fleet of drones for medical item delivery: A case study for louisville, ky. Computers Operations Research, 135:105443. Ha, Q. M., Deville, Y., Pham, Q. D., and H`a, M. H. (2018). 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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. Acepto (aceptamos) que la Universidad Tecnológica de Pereira convierta el documento en cualquier medio o formato para su preservación digital. En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessToro Ocampo, Eliana MirledyPinzón Ospina., Sofía ValentinaPuello González., Paola Andrea2024-03-18T16:38:49Z2024-03-18T16:38:49Z2021https://hdl.handle.net/11059/15057Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeAl inicio del estudio, se analizó un conjunto de problemas de enrutamiento que pueden ser implementados en el transporte de última milla, y se encontró uno en particular que es el problema del agente viajero, que combina flotas y presenta adaptabilidad a los cambios del entorno. El problema del agente viajero Traveling Salesman Problem (TSP), tiene como objetivo considerar cuál es la ruta idónea para conectar todos los nodos de la red de distribución una sola vez antes de volver al centro de inicio, además de optimizar tiempos y costos. (C. et al., 2008) Este problema tiene su aplicación en el sector logístico y en la programación de curvas de producción, y presenta una variación conocida como Traveling Salesman Problem with Drone (TSP-D) que combina la flota terrestre con un vehículo aéreo no tripulado (dron), y busca minimizar el tiempo en el que el camión y el dron terminan el proceso de entrega, aumentando la calidad del servicio y la satisfacción del cliente. Es por lo expuesto anteriormente, que en este trabajo se considera el TSP-D como objeto de estudio.At the beginning of the study, a set of routing problems that can be implemented in last-mile transport was analyzed, and one in particular was found, which is the problem of the traveling agent, which combines fleets and shows adaptability to changes in the economy. environment. The objective of the Traveling Salesman Problem (TSP) traveling agent is to consider which is the ideal route to connect all the nodes of the distribution network only once before returning to the starting center, in addition to optimizing time and costs. (C. et al., 2008) This problem has its application in the logistics sector and in the programming of production curves, and presents a variation known as Traveling Salesman Problem with Drone (TSP-D) that combines the land fleet with an unmanned aerial vehicle ( drone), and seeks to minimize the time in which the truck and drone complete the delivery process, increasing the quality of service and customer satisfaction. It is because of the above, that in this work the TSP-D is considered as an object of study.Índice 1. Introducción 8 2. Planteamiento de problema 9 3. Objetivos 10 3.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4. Justificación 10 4.1. Delimitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 4.1.1. Delimitación Temporal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 4.1.2. Delimitación Espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 5. Glosario 18 6. Marco referencial 20 6.1. Marco Teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20 6.1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7. Descripción del problema 26 8. Formulación TSP 30 8.0.1. Problema del viajante simétrico o STSP . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30 8.0.2. Problema del viajante asimétrico o ATSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8.0.3. Problema del viajante triangular o TSP . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30 9. Técnicas exactas 40 9.1. Branch and bound aplicado al el TSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40 9.2. Diagrama de árbol Branch and bound aplicado al el TSP . . . . . . . . . . . .. 42 10. Técnicas aproximadas 43 10.1. Heurística del vecino más cercano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 10.2. Heurísticas aplicadas al Two-echelon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44 10.3. Método heurístico de Lin-Kernighan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 11. Aspectos Metodológicos 55 11.1. Tipo de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 11.1.1. Método de investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 12. Resultados 56 12.1. Problema de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56 12.1.1. Modelo matemático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57 12.2. Modelo del MTZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59 12.2.1. Modelo matemático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59 12.3. Instancias de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 12.4. Resultados MTZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 63 12.5. Resultados modelo de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 63 12.6. Resultados Heurísticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 69 12.6.1. Análisis de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 71 12.7. Caso de aplicación Software Concorde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 13. Conclusiones 80 14. Trabajos Futuros 81PregradoIngeniero(a) Industrial86 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería IndustrialFacultad de Ciencias EmpresarialesPereira380 - Comercio , comunicaciones, transporte::388 - TransporteVehículos no tripuladosTransporte terrestreTráficoVehículos aéreos no tripuladosVehículos terrestreVehicle Routing ProblemProblema de enrutamiento de vehículosEstudio del problema del agente viajero con drones. Traveling Salesman Problem with Drone (TSP-D)Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisApplegate, D., B. R. C. V. . C. W. (1996). Concorde tsp solver. Computer Software, 36(5):0.Breunig, U., Baldacci, R., Hartl, R., and Vidal, T. (2019). The electric two-echelon vehicle routing problem. Computers Operations Research, 103:198–210.C., L., J, M. V., and E, C. (2008). 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. 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En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).open.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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