具有可拆分边需求的农业喷洒车辆路径问题

在园艺中，喷洒作业在任何作物年份都会发生多次。本文提出一个可拆分的农业化学喷洒车辆路径问题，并将其建模为混合整数线性规划。与经典带容量弧路径问题（CARP）的主要区别在于，我们的问题允许将单条需求边上的需求拆分给多个机器人喷洒器。我们利用关于最优解结构的理论见解来改进建模，并给出了可拆分带容量弧路径问题（SCARP）的两种不同表述：一种基础喷洒表述，以及一种针对大边需求问题的大边需求表述。本研究提出了由惰性约束、对称性消除约束以及一种启发式修复方法组成的求解方法。基于真实世界农业果园田地属性的一组有价值数据的计算实验表明，所提方法能够求解具有不同属性的SCARP。我们也报告了先前CARP文献中经典基准集上的计算结果。测试结果表明，与经典CARP文献相比，SCARP模型在某些实例中能提供更廉价的解决方案。此外，启发式修复方法在求解大规模问题时通过降低上界显著改善了解的质量。