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Metaheuristics for security routing problems on mixed graphs
Georg Erwin Adrian Fröhlich
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium Wirtschaftswissenschaften: Business Analytics, Logistics and Operations Research
Betreuer*in
Karl Franz Dörner
DOI
10.25365/thesis.80422
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15094.66236.943349-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Thema dieser Doktorarbeit sind Transportprobleme mit Sicherheitsaspekten. Sie setzt sich primär aus drei Publikationen zusammen, welche in folgender Reihenfolge präsentiert werden: (i) Eine Literaturanalyse von Publikationen, die sich mit der Risikominimierung bei Transportproblemen befassen. (ii) Ein neuartiges Mehrziel-Transportproblem, bei dem Kosten minimiert werden sollen und Routeninkonsistenz maximiert werden soll. Für jenes Problem ist Routeninkonsistenz äußerst granulär definiert, sodass sie bereits durch die Wiederholung von kleinsten Straßensegmenten reduziert wird. Das Problem wird mit einer fachüblichen Methode (ALNS) und Mehrziel-Frameworks (Epsilon-Box-Splitting Heuristik, Epsilon-Constraint Heuristik, Multi-Directional Local Search und ein hybrider Ansatz) gelöst. Die Ergebnisse der Mehrziel-Frameworks werden für eine Vielzahl an Mehrziel-Indikatoren verglichen. Ebenso wird getestet, ob die Verwendung eines Multigraphens die Ergebnisse verbessern kann. (iii) Ein neuartiges dynamische Transportproblem, bei dem Straßen, die durch einen Schneesturm immer wieder unsicher werden, durch den Einsatz von Räumfahrzeugen so sicher wie möglich gehalten werden sollen. Jenes wird mit einer fachüblichen Methode (ALNS) und einem rollenden Horizont - sodass auf etwaige Sturmänderungen reagiert werden kann - gelöst. Es werden verschiedene Berechnungsintervalle und Betrachtungszeiträume getestet. Ebenso wird der Effekt von verschiedenen Schneesturmbewegungen und Prognosegenauigkeiten getestet.
Abstract
(Englisch)
This doctoral thesis focuses on routing problems with security aspects. It is mainly composed out of three publications, which are presented in following order: (i) A literature review of vehicle routing publications with aspects of risk minimization. (ii) A novel multi-objective routing problem aiming to minimize costs and to maximize route inconsistency. For this problem, route inconsistency is defined very granularly, so that even the slightest repeat of a street segment causes a decrease. The problem is solved with a state-of-the-art method (ALNS) und multi-objective frameworks (epsilon-box-splitting heuristic, epsilon-constraint heuristic, multi-directional local search, and a hybrid approach). The frameworks' results are compared for several multi-objective indicators. Furthermore, the value of using multi-graphs instead of single-graphs is examined. (iii) A novel dynamic routing problem, where streets have to be kept safe and traversable during a snowstorm, while snow steadily but unpredictably accumulates. The problem is solved with a state-of-the-art method (ALNS), which is integrated into a rolling horizon framework. The effects of different updating intervals and different look-aheads are examined. Furthermore, the influence of snowstorm movements and prediction quality on the solution quality are examined.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Logistik Transportproblem Heuristik Literaturanalyse Adaptive Large Neighborhood Search Multi-Directioanl Local Search Rollender Zeitraum
Schlagwörter
(Englisch)
Logistic Vehicle routing problem Heuristic Adaptive Large Neighborhood Search Arc routing problem Literature review Multi-directional Local Search Rolling Horizon
Autor*innen
Georg Erwin Adrian Fröhlich
Haupttitel (Englisch)
Metaheuristics for security routing problems on mixed graphs
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
XX, 104 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Demetrio Lagana ,
Kenneth Sörensen
Klassifikation
85 Betriebswirtschaft > 85.99 Betriebswirtschaft. Sonstiges
AC Nummer
AC17785093
Utheses ID
77245
Studienkennzahl
UA | 794 | 370 | 403 |