第四章 例題測試與結果分析
4.1 例題來源與實驗設計
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表 4.1 測試例題基本設定(續)
已知最佳解 題號 場站數 顧客數 容量 配送時限 每場站
車輛數 車隊數 總成本
pr05 4 240 180 420 5 20 2385.77 pr06 4 288 185 400 6 23 2723.27 pr07 6 72 200 500 1 6 1089.56 pr08 6 144 190 475 2 12 1666.60 pr09 6 216 180 450 3 16 2153.10 pr10 6 288 170 425 4 24 2921.85
在所有例題中，p01~p07 無限制配送時限、p08~p11 僅限制車輛行駛總時 間而無考慮服務顧客之時間，而 pr01-p10 為限制行駛與服務顧客之時間。
表 4.2 配送時限與顧客點數整理表
例題 配送時限 顧客節點數
p01-p07 無限制 50、75、100 p08-p11 僅限制車輛行駛總時間而無考慮配送時間 249
pr01-p10 限制車輛行駛總時間(包含行駛與配送之時間) 48、72、96、144、
192、216、240、288 本研究針對方法與模組之組合方式、控制參數之設定，進行測試之實驗 設計。整個測試過程可分成以下三個實驗，整理如表 4.2 所示。
表 4.3 實驗設計
實驗一 起始解可行度測試
實驗二 可行調整解模組及鄰域搜尋模組之解題績效測試 實驗三 門檻接受模組之參數解題績效測試
實驗一為起始解可行度測試，針對前述之 16 種起始解法(NNS1、NNS2、
NNS3、NIS、NNP1、NNP2、NNP3、NIP、TC1_FI、TC2_FI、TC3_FI、TC4_FI、
TC1_FN、TC2_FN、TC3_FN、TC4_FN)進行測試，測試評估指標如表 4.3 所 示。雖然構建起始解時不見得能夠立即為可行解，所得出之精確度也可能是 在不可行範圍內，但是之後可與實驗二與實驗三的績效作比較，觀察其變化。
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解題精確度包括兩項指標：1. 使用車輛數；2. 運輸成本誤差(%)，通常使用 與「已知最佳解」之成本誤差(%)為比較基準，定義為：
%
×100 成本
文獻已知最佳解之運輸
成本 文獻已知最佳解之運輸
-求得解之運輸成本
(4.1)
表 4.4 實驗一之測試資料與評估指標
起始解模組方法 測試例題 評估指標
單 階 段
NNS1、NNS2 NNS3、NIS NNP1、NNP2 NNP3、NIP 兩
階 段
TC1_FI、TC2_FI TC3_FI、TC4_FI TC1_FN、TC2_FN TC3_FN、TC4_FN
p01~p11 pr01~pr10
1. 可行度 = ×100
%
測試例題總數求得可行解之題數 2. 精確度：
(a) 運輸成本誤差(%) (b) 車輛數
實驗二為可行解調整(FA)模組以及鄰域搜尋(NS)模組執行組合之解題績 效測試。本實驗延續實驗一進行 FA 模組及 NS 模組執行組合之解題績效測 試，除了在測試 FA 模組之解題可行度外，也同時測試 NS 模組中，不同的兩 種鄰域搜尋組合方式對於例題求解後其解題之精確度。實驗二的評估指標仍 延續實驗一之可行度指標與精確度指標。相關評估指標如表 4.5 所示。
表 4.5 實驗二相關測試資料與評估指標 起始解 鄰域搜尋模組 評估指標
NNS1、NNS2 NNS3、NIS NNP1、NNP2 NNP3、NIP TC1_FI、TC2_FI TC3_FI、TC4_FI TC1_FN、TC2_FN TC3_FN、TC4_FN
N1 N2
1. 可行度
(求得之可行解題數/測試例題總數)*100%
2. 精確度
(a) 運輸成本(僅考量距離) (b) 車輛數
另外針對鄰域搜尋方法之組合方式進行測試，考量路線內及路線間交換 法之執行順序，共設計了兩種組合：(1) N1，先執行路線間的交換再執行路
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線內之交換；與(2) N2，先執行路線內的交換再執行路線間之交換。詳細執 行順序如表 4.6 所示。
表 4.6 實驗二鄰域搜尋模組交換法組合方式
鄰域搜尋 代號
先路線間後路線內
[(2opt_R)+(2opt_D)+(1_0)+(1_1)+(2_0)+(1_2)] Æ [(2_opt)+(Or_opt)] N1 先路線內後路線間
[(2_opt)+(Or_opt)]Æ[(2opt_R)+(2opt_D)+(1_0)+(1_1)+(2_0)+(1_2)] N2 實驗三為門檻接受法之解題績效測試。本實驗延續實驗二所得出之結 果，利用實驗二測試較佳之鄰域搜尋順序並在執行之後使用門檻接受法，並 觀察不同起始解法在不同門檻值時其對於解題績效之影響。
實驗三挑選出 N1 與 N2 中測試結果較佳者，並以此做為 NS 模組的執行 順序，來作為後續實驗三測試的基礎。實驗三主要測試不同起始解與不同起 始門檻比率對於求解品值之影響，最後並與目前蒐集到之最佳解進行精確度 比較。表 4.7 為 TA 參數之設定範圍，以及實驗三評估指標之整理。
表 4.7 實驗三之 TA 參數設定範圍與評估指標
TA 參數設定範圍 起始解 鄰域搜尋模組
T0 K
評估指標
NNS1、NNS2 NNS3、NIS NNP1、NNP2 NNP3、NIP TC1_FI、TC2_FI TC3_FI、TC4_FI TC1_FN，TC2_FN TC3_FN、TC4_FN
從 N1 與 N2 中 挑 選 實 驗 二 測 試結果較佳者
0.01、0.05、
0.2 、 0.3 、 0.4 、 0.5 、 0.6 、 0.7 、 0.8、0.9
30 、 40 、 45 、 50 、 55 、 60 、 65、70
精確度：
1. 運輸成本誤差(%) 2. 車輛數
在 T0值與 K 值之設定方面，如 3.4.2 節所述，因本研究門檻值設定之門 檻計算公式已先除以(N+R)，使得計算時起始門檻值較小，會因此無法跳脫 區域最佳解之限制。因此本研究將 T0 測試範圍設為起始可行解成本之 0.01 至 0.9 之間，較以往設定為高。而 K 則設為 30 至 70 之間。
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不同執行模式，例如執行順序、執行時機或執行次數(K)，可能有不同的 改善效果，本研究將組合代號命名為「起始解法_鄰域搜尋法_T0_K」，例如：
TC1_FI _N1_0.01_20。
本研究所有執行架構皆以 C++語言撰寫程式，並在 Pentium 4 2.8GHz, 1GB RAM 及 Windows XP 作業平台上執行測試所有例題。首先針對各種起始 解進行可行度測試，之後加入可行解改善模組後，分析其所得出之可行解結 果，然後將可行解配合鄰域搜尋法則測試其改善效果，最後再進行門檻接受 模組之測試。