Models and algorithms for vehicle routing, resource allocation, and multi-stage decision-making under uncertainty

Julkaisun otsikon käännös: Malleja ja algoritmeja ajoneuvon reititykseen, resurssien allokointiin, sekä monijaksoiseen päätöksentekoon epävarmuuden alla

Juho Andelmin

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Vaikeita optimointiongelmia ratkottaessa vahvat formulaatiot ja ongelman rakennetta hyödyntävät ratkaisutekniikat ovat usein keskeisiä. Vaikka mikroprosessorit ja yleiset ratkaisuohjelmat ovat nopeutuneet huomattavasti lyhyen ajan sisällä, ne eivät usein pysty yksinään ratkaisemaan isoja reaalimaailman ongelmia. Tyypillisesti ainoa vaihtoehto on ollut ongelmakohtaisten algoritmien kehittäminen jokaiselle ongelmalle erikseen. Tämä väitöskirjan tiivistelmä esittää tehokkaita malleja ja ratkaisumenetelmiä kolmelle optimointiongelmalle, jotka joko toimivat pohjana uusille laajennuksille, tai yhdistävät useita eri menetelmiä isommaksi viitekehykseksi. Ensiksi on kehitetty kaksi algoritmia vihreälle ajoneuvon reititysongelmalle. Molemmat algoritmit hyödyntävät uutta monigraafi-reformulaatiota, mikä muuttaa tankkausasemia kuvaavat solmut ei-dominoiduksi energiapoluiksi asiakkaiden välillä. Tämä muunnos mahdollistaa sekä reititys- että tankkauspäätösten tekemisen samanaikaisesti ilman merkittävää laskennallista haittaa. Molemmat algoritmit toimivat myös rakennuspalikoina uusien ratkaisumenetelmien kehittämiseen ongelman laajennuksille. Monigraafi-reformulaatio sekä molemmat algoritmit ovat osoittautuneet tehokkaiksi laskennallisten testien avulla. Toiseksi on kehitetty viitekehys keskitettyyn resurssien jakamiseen portfoliolle päätöksentekoyksiköitä. Tämä viitekehys pystyy käsittelemään useita päätösfunktioita ottamalla huomioon epätarkat preferenssit ja laskemaan kaikki ei-dominoidut portfoliot, mitkä toteuttavat kyseiset preferenssit. Jokainen ei-dominoitu portfolio vastaa Pareto-optimaalista resurssien jakoa päätöksentekoyksiköiden kesken, mikä maksimoi portfolion tehokkuuden. Kehitetty viitekehys yhdistää useita eri malleja, jotka itsekseen tuottavat yksittäisiä ratkaisuja tehokkaalta rintamalta, mahdollisesti sisältäen epälineaarisia hyötyfunktioita, sekä monenlaisia tuotantomahdollisuus- joukkoja. Viitekehys myös osoittaa, että perinteisillä tehokkuusluvuilla ei voida luotettavasti ohjata resurssien allokointipäätöksiä maksimoidessa portfoliotason tehokkuutta. Kolmanneksi on kehitetty Decision Programming menetelmä, mikä edistää stokastisen optimoinnin ja päätösanalyysin yhdistämistä samaan viitekehykseen, sekä relaksoi kaksi yleistä päätösanalyysiin liittyvää oletusta: (i) täydellinen muisti, missä aikaisemmat päätökset tiedetään uusia tehdessä, sekä (ii) säännöllisyys (engl. regularity), missä päätökset noudattavat lineaarista järjestystä. Menetelmä hyödyntää sekalukuista lineaarista optimointimallia, mikä pystyy käsittelemään sekä endo-, että eksogeenisia epävarmuuksia, ja ratkaisemaan ongelmia missä joukko agentteja, jotka eivät pysty kommunikoimaan keskenään, tekevät samanaikaisesti päätöksiä. Menetelmä voidaan yleistää huomioimaan deterministisiä- ja satunnaisrajoitteita, sekä laskemaan kaikki ei-dominoidut ratkaisut usealle tavoitefunktiolle. Mikä tärkeintä, se antaa edellytyksiä sille, että päätösanalyysin ja stokastisen optimoinnin asiantuntijat voivat tehdä yhteistyötä tulevaisuudessa.
Julkaisun otsikon käännösMalleja ja algoritmeja ajoneuvon reititykseen, resurssien allokointiin, sekä monijaksoiseen päätöksentekoon epävarmuuden alla
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Salo, Ahti, Vastuuprofessori
  • Bartolini, Enrico, Ohjaaja
  • Pinheiro de Oliveira, Fabricio, Ohjaaja
  • Liesiö, Juuso, Ohjaaja
  • Salo, Ahti, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0417-2
Sähköinen ISBN978-952-64-0418-9
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • optimointi
  • ajoneuvon reititys
  • resurssien allokointi
  • monijaksoinen päätöksenteko

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Malleja ja algoritmeja ajoneuvon reititykseen, resurssien allokointiin, sekä monijaksoiseen päätöksentekoon epävarmuuden alla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä