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[Jsprit]Jsprit学习笔记-初见Jsprit-doc

news 2025/11/18 5:05:42

Jsprit 是一个用于解决旅行商问题（TSP）和车辆路径问题（VRP）的开源 Java 工具包。以下是使用 Jsprit 的一些基本步骤和要求：

系统要求

Jsprit 需要 Java 1.7.0 或更高版本。

模块组成

Jsprit 是一个多模块项目，包括以下模块：

jsprit-core：核心模块。
jsprit-analysis：分析模块。
jsprit-instances：实例模块，提供测试数据。
jsprit-examples：示例模块，提供使用示例。
jsprit-io：输入输出模块。

Maven 配置

要在项目中使用 Jsprit 的最新版本，可以在 Maven 的 pom.xml 文件中添加以下依赖配置：

<dependency><groupId>com.graphhopper</groupId><artifactId>jsprit-core</artifactId><version>{version}</version> <!-- 替换为实际版本号 -->
</dependency>

你可以在 mvn repository 找到最新版本的版本号。

手动构建

如果你想从源代码构建 Jsprit 的最新开发版本，可以按照以下步骤操作：

git clone https://github.com/graphhopper/jsprit.git
cd jsprit
mvn clean install

IDE 和 Maven

如果你没有集成开发环境（IDE），但想使用 Maven，可以参照以下文档设置 Java 环境和 IDE：

GeoTools - Quickstart

在这个教程中，你可以学习如何设置 Java 环境和集成开发环境，以及如何在项目中集成外部库。只需将上述 Jsprit 的依赖项复制/粘贴到你的 pom.xml 文件中，替换 GeoTools 的依赖项。

不使用 Maven

如果你不想使用 Maven 来管理依赖，可以访问 maven central，搜索 Jsprit，然后下载最新的二进制文件到你的类路径中。

简单示例

要了解如何设置和解决一个车辆路径问题，你可以查看 Jsprit 提供的简单示例。

请注意，上述链接 [Simple-Example.md] 并不是一个实际的 URL，而是示例文档的占位符。你应该查找 Jsprit 的官方文档或 GitHub 仓库来获取具体的示例代码。
这里有一个简单的步骤说明，展示如何使用 Jsprit 解决一个基本的车辆路径问题（VRP）：

构建问题：首先，你需要定义车辆类型和车辆，包括它们的容量限制。
定义服务：创建服务对象，代表客户的位置和需求。
组合问题：将车辆和服务组合在一起，构建 VehicleRoutingProblem 对象。
选择算法：使用 Jsprit 提供的算法来搜索解决方案。
获取解决方案：从算法中获取解决方案，并选择最佳方案。
打印解决方案：使用 SolutionPrinter 打印解决方案的概要或详细信息。
输出问题和解决方案：使用 VrpXMLWriter 将问题和解决方案写入 XML 文件。
绘制解决方案：使用 Plotter 或 GraphStreamViewer 绘制解决方案的图形表示。

以下是一些示例代码，展示如何实现上述步骤：

// 定义车辆类型和车辆
final int WEIGHT_INDEX = 0;
VehicleTypeImpl.Builder vehicleTypeBuilder = VehicleTypeImpl.Builder.newInstance("vehicleType").addCapacityDimension(WEIGHT_INDEX, 2);
VehicleType vehicleType = vehicleTypeBuilder.build();VehicleImpl.Builder vehicleBuilder = VehicleImpl.Builder.newInstance("vehicle").setStartLocation(Location.newInstance(10, 10)).setType(vehicleType);
VehicleImpl vehicle = vehicleBuilder.build();// 定义服务
Service service1 = Service.Builder.newInstance("1").addSizeDimension(WEIGHT_INDEX, 1).setLocation(Location.newInstance(5, 7)).build();
// ... 为其他客户重复上述步骤创建服务// 构建问题
VehicleRoutingProblem.Builder vrpBuilder = VehicleRoutingProblem.Builder.newInstance();
vrpBuilder.addVehicle(vehicle);
vrpBuilder.addJob(service1); // ... 添加所有服务
VehicleRoutingProblem problem = vrpBuilder.build();// 选择算法并搜索解决方案
VehicleRoutingAlgorithm algorithm = Jsprit.createAlgorithm(problem);
Collection<VehicleRoutingProblemSolution> solutions = algorithm.searchSolutions();
VehicleRoutingProblemSolution bestSolution = Solutions.bestOf(solutions);// 打印解决方案
SolutionPrinter.print(problem, bestSolution, Print.CONCISE);// 输出问题和解决方案到 XML
new VrpXMLWriter(problem, solutions).write("output/problem-with-solution.xml");// 绘制解决方案
new Plotter(problem, bestSolution).plot("output/solution.png", "solution");// 或者使用 GraphStreamViewer 动态显示
new GraphStreamViewer(problem, bestSolution).setRenderDelay(100).display();

上述代码是一个示例，需要根据你的具体问题进行调整。完整的代码示例可以在 Jsprit 的 GitHub 仓库中找到，链接是：SimpleExample.java。

如果需要进一步分析解决方案或有其他特定的需求，你可能需要添加其他模块，如 jsprit-analysis 或 jsprit-io，到你的项目中。这些模块可以通过 Maven 依赖添加到你的 pom.xml 文件中。
Jsprit 支持多种复杂的车辆路径问题（VRP）变种，包括多仓库 VRP、有时间窗的 VRP、带有回头货的 VRP、具有异构车队的 VRP 等。以下是这些不同类型 VRP 的简要说明和设置方法：

多仓库 VRP (Multiple Depot VRP)
- 设置多个仓库作为车辆的起始点和结束点。
- 定义车辆类型和车辆，指定它们属于哪个仓库。
- 处理有限车队规模，即只有固定数量的车辆可用于服务。
有时间窗的 VRP (VRP with time windows)
- 定义车辆和它们的类型。
- 为服务定义时间窗和所需服务时间。
- 设置问题为无限车队规模，允许使用尽可能多的车辆来满足时间窗的要求。
- 读取、创建并运行算法来寻找解决方案。
带有回头货的 VRP (VRP with backhauls)
- 定义和创建提货和送货服务。
- 定义回头货约束，确保车辆在送货后可以接回头货。
带有混合提货和送货的 VRP (VRP with backhauls with mixed pickup and deliveries)
- 定义和创建与仓库相关的提货和送货服务，这些服务在仓库附近进行。
带有提货和送货的 VRP (VRP with pickup and deliveries)
- 定义和创建提货和送货服务，这些服务可以分布在不同的地点。
具有异构车队的 VRP (VRP with heterogeneous fleet)
- 展示不同类型的问题设置。
- 指定具有不同特性和容量的异构车队。
- 指定用于解决问题的算法。
- 基准测试算法的性能。

对于每种类型的 VRP，Jsprit 提供了灵活的 API 来定义问题和解决方案。以下是一个简单的示例，展示如何为多仓库 VRP 设置问题：

VehicleTypeImpl.Builder vehicleTypeBuilder = VehicleTypeImpl.Builder.newInstance("vehicleType").addCapacityDimension(0, 2);
VehicleType vehicleType = vehicleTypeBuilder.build();// 为每个仓库创建车辆
VehicleImpl vehicle1 = VehicleImpl.Builder.newInstance("vehicle1").setStartLocation(Location.newInstance(10, 10)).setType(vehicleType).build();VehicleImpl vehicle2 = VehicleImpl.Builder.newInstance("vehicle2").setStartLocation(Location.newInstance(20, 20)).setType(vehicleType).build();// 添加车辆到各自的仓库
VehicleRoutingProblem.Builder vrpBuilder = VehicleRoutingProblem.Builder.newInstance();
vrpBuilder.addVehicle(vehicle1);
vrpBuilder.addVehicle(vehicle2);// 添加服务
Service service1 = Service.Builder.newInstance("service1").addSizeDimension(0, 1).setLocation(Location.newInstance(5, 7)).build();
// ... 添加其他服务// 设置问题为有限车队规模
vrpBuilder.setFleetSize(FleetSize.FINITE);// 构建问题
VehicleRoutingProblem problem = vrpBuilder.build();// 选择算法并搜索解决方案
VehicleRoutingAlgorithm algorithm = Jsprit.createAlgorithm(problem);
Collection<VehicleRoutingProblemSolution> solutions = algorithm.searchSolutions();
VehicleRoutingProblemSolution bestSolution = Solutions.bestOf(solutions);// 打印解决方案
SolutionPrinter.print(problem, bestSolution, Print.VERBOSE);