Abstract

In crowdsourced delivery organizations, where individual vehicles with shared common goals may have conflicting individual interests, the preference is for collaboration over competition, provided it is less costly. However, achieving a balance between the efficiency of individual vehicles and the overall fleet poses a challenge. This paper introduces a novel Vehicle Routing Problem with Fair Profits and Time Windows (VRP-FPTW), which aims to meet customer demand and stringent time windows while maximizing the profit of the worst-off vehicle in the fleet. We propose a centralized and distributed vehicle routing model for this problem, both with quality of solution guarantees. The distributed approach is tailored for multiagent systems relying on a coordination mechanism where each vehicle modeled as an individually rational agent finds its route autonomously in coordination with a fleet coordinator agent, without sharing its private information. The objective of a vehicle agent is to maximize its own profit while following the fleet’s norms and regulations based on shared values. Simulation experiments provide compelling evidence of the robustness and scalability of the proposed distributed approach, showcasing significant enhancements in both solution quality and computational efficiency, particularly when dealing with larger vehicle fleets.
Loading...

Quotes

0 citations in WOS
0 citations in

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Institute of Electrical and Electronics Engineers

URL external

Date

Description

Este trabajo aborda el problema de la gestión y optimización de flotas de reparto colaborativo en entornos de entrega participativa (crowdsourced delivery), donde los vehículos comparten objetivos comunes pero pueden presentar intereses individuales en conflicto. Aunque la colaboración resulta preferible a la competencia cuando es menos costosa, lograr un equilibrio entre la eficiencia individual de cada vehículo y el rendimiento global de la flota constituye un desafío relevante. Para afrontar este problema, el artículo introduce una nueva variante del Problema de Enrutamiento de Vehículos con Beneficios Justos y Ventanas Temporales (VRP-FPTW), cuyo objetivo es satisfacer la demanda de los clientes y cumplir estrictas restricciones temporales, maximizando al mismo tiempo el beneficio del vehículo peor situado dentro de la flota. Se proponen tanto un modelo centralizado como un modelo distribuido de enrutamiento, ambos con garantías sobre la calidad de las soluciones obtenidas. El enfoque distribuido está especialmente diseñado para sistemas multi-agente, en los que cada vehículo se modela como un agente racional que calcula su ruta de forma autónoma, coordinándose con un agente coordinador de flota y sin necesidad de compartir información privada. Cada agente persigue maximizar su propio beneficio respetando las normas y valores compartidos de la flota. Los resultados obtenidos mediante simulaciones demuestran la robustez y escalabilidad del enfoque propuesto, así como mejoras significativas tanto en la calidad de las soluciones como en la eficiencia computacional, especialmente en escenarios con flotas de gran tamaño.

Citation

Lopez, A., Lujak, M., Semet, F., and Billhardt, H.: Vehicle Routing Problem with Fair Profits and Time Windows (VRP-FPTW). In Proc. of 2023 IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), pp. 1-7. Oct. 1-4, 2023, Hawaii, USA.

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By

Statistics

Views
8
Downloads
7

Bibliographic managers

Document viewer

Select a file to preview:
Reload