Алгоритм формування маршрутів заготівлі продовольчої сировини на території громади з урахуванням виробничих умов під час надзвичайних ситуацій

Анотація

Стаття стосується удосконалення алгоритму оптимізації мурашинних колоній ACO (Ant Colony Optimization) для формування маршрутів транспортних засобів заготівлі продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій. Метою дослідження є вдосконалення алгоритму формування маршрутів транспортних засобів заготівлі продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій. Запропонований алгоритм базується на класичному алгоритмі оптимізації мурашиних колоній (ACO) (Ant Colony Optimization) та на відміну від нього враховує реальні виробничі умови під час надзвичайних ситуацій. Завданням дослідження є створення алгоритму для формування ефективних маршрутів транспортних засобів заготівлі продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій, а також його порівняння із класичним алгоритмом ACO для вирішення різних задач формування маршрутів. Встановлено, що використання класичного алгоритму оптимізації мурашиних колоній ACO, або ж відомих його модернізацій, не забезпечує якісного вирішення задачі формування маршрутів транспортних засобів заготівлі продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій. Це повязано із неповним врахування специфічних виробничих умов. Встановлено, виробничі умови заготівлі продовольчої сировини під час надзвичайних ситуацій, мають свої особливості. Зокрема, мережа доріг під час надзвичайний ситуацій може бути частково пошкодженою, що зумовлює обмежений рух транспортних засобів, або вцілому непридатною до використання. Транспортні засоби мають обмежену вантажність, що зумовлює формування множини маршрутів збору продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій. Це зумовлює потребу удосконалення алгоритму формування маршрутів заготівлі продовольчої сировини на території громади. У статті здійснено обгрунтування специфічних виробничих умов заготівлі продовольчої сировини під час надзвичайних ситуацій, характеристики яких лежать в основі удосконаленого методу визначення маршрутів. Удосконалений алгоритм формування маршрутів передбачає виконання 8 кроків та базується на класичному алгоритмі оптимізації мурашиних колоній (ACO) (Ant Colony Optimization). На відміну від нього враховує реальні виробничі умови (пошкоджені ділянки транспортного полотна, наявність часткової можливості проїзду транспортних засобів, затори викликані надзвичайною ситуацією тощо). Запропоновано правило класичного алгоритму ACO стосовно вибору наступного пункту у маршруті із використанням імовірнісно-пропорційного переходу k-ої мурахи із i-го у j-й вузол (господарство виробник продовольчої сировини), замінити на таке, що враховує стан виробничих умов (дорожнього полотна) між окремими вузлами. Це забезпечує підвищення точності та зниження тривалості формування маршрутів, а також підвищення якості прийняття відповідних управлінських рішень. Отримані результати щодо порівняння використання алгоритмів під час розвязання транспортних задач із різною кількістю вершин свідчать про те, що запропонований алгоритм забезпечує відхилення за сумарним шляхом у маршруті, яке не перевищує 1 %. Запропонований алгоритм забезпечує скорочення тривалості прийняття рішення за наявності до 50 одиниць вершин – до 6 %, а за наявності вершин від 51 до 100 одиниць – 12…15 %. Удосконалений алгоритм формування маршрутів транспортних засобів можна використовувати у системах підтримки прийняття рішень для планування заготівлі продовольчої сировини на території громади під час надзвичайних ситуацій, що підвищить їх ефективність.