Цифровая модель муравьиного алгоритма в MATLAB для онлайн-доставки в г. Алматы

Аннотация

В условиях стремительного роста онлайн-торговли и логистических нагрузок на доставку последней мили поиск эффективных алгоритмов маршрутизации становится особенно актуальным. Для мегаполисов с плотным трафиком и сложным рельефом, например, Алматы, классические методы планирования часто оказываются недостаточно гибкими. В данной статье представлена цифровая реализация муравьиного алгоритма (Ant Colony Optimization) в среде MATLAB для того, чтобы оптимизировать маршруты онлайн-доставки розничной сети Magnum Cash&Carry в городе Алматы. Модель включает 10, 20 и 30 адресов доставки, реальные координаты которых были собраны с использованием сервиса Яндекс.Карты. Исследование показало, что муравьиный алгоритм успешно находит квазиоптимальные маршруты при сравнительно малом числе итераций. Алгоритм реализован в среде MATLAB и позволяет в интерактивном режиме визуализировать процесс оптимизации маршрутов. Этот процесс включает обновление феромонных следов, вероятностный выбор следующего узла и динамику снижения длины маршрута. Статистический анализ серии из 30 независимых прогонов подтвердил высокую робастность и сходимость алгоритма. Он показал полную воспроизводимость оптимального результата для задач малой размерности. Продемонстрировано, что «муравьиный алгоритм» способен эффективно решать задачу коммивояжера при увеличении количества точек. Алгоритм обеспечивает стабильное снижение общей длины маршрута на каждой итерации. Также проведено сравнение результатов с данными, которые были получены в системе OSRM (Open Source Routing Machine). Анализ подтвердил, что сгенерированная топология маршрутов логистически корректна не содержит петлеобразных возвратов и учитывает коэффициент непрямолинейности городских дорог. Это доказывает пригодность алгоритма для практического использования в логистике последней мили. Работа иллюстрирует огромный потенциал применения методов биоинспирированной оптимизации в цифровой и «зеленой» логистике для минимизации транспортных издержек и экологического воздействия.

Ключевые слова: муравьиный алгоритм, оптимизация маршрутов, онлайн-доставка, задача коммивояжера, доставка на последней миле.