Een nieuw type intelligent algoritme verbetert de efficiëntie van humanitaire logistiek

Door de opkomst van e-commerce is het aantal transport- en productbezorgdiensten in steden toegenomen, waardoor stedelijke logistiek een cruciaal aspect is geworden voor bedrijven en burgers. Een proefschrift ontwikkeld aan de Universitat Oberta de Catalunya (UOC) door Leandro do Carmo, afgestudeerd aan het doctoraatsprogramma van de instelling in netwerk- en informatietechnologieën, en mede geleid door professor Ángel A. Juan, hoofdonderzoeker van Internet Computing & Systems Optimalisatie (ICSO), groep van het Internet Interdisciplinair Instituut (IN3), en professor aan de Faculteit Computerwetenschappen, Multimedia en Telecommunicatie, heeft een nieuw type intelligent algoritme voorgesteld om de efficiëntie van complexe en grootschalige activiteiten te verbeteren, zoals logistiek, transport en telecommunicatie, waarbij grote hoeveelheden informatie betrokken zijn die voortdurend wordt bijgewerkt.

“Het verbeteren van de efficiëntie van logistieke activiteiten kan niet alleen de kosten voor leveranciers verlagen, maar ook de burgers betere diensten en lagere prijzen bieden en helpen bij het verminderen van milieuproblemen zoals CO₂ uitstoot”, legt do Carmo uit.

Algoritmen zijn met succes toegepast in humanitaire logistiek

Het proefschrift stelt het agile optimalisatie (AO) paradigma voor, dwz algoritmen die in staat zijn om snel grote hoeveelheden data te verwerken om de besluitvorming in realtime te verbeteren. Deze benadering vertegenwoordigt een nieuw perspectief ten opzichte van traditionele optimalisatieprocessen, die doorgaans uitgaan van omstandigheden die niet dynamisch zijn. “Traditionele benaderingen vereisen een redelijk lange rekentijd om efficiënte oplossingen te vinden. Sommige toepassingen vereisen echter efficiënte oplossingen in minder dan een seconde”, zegt do Carmo.

Volgens de ICSO-onderzoeker is het een nieuw type algoritme dat zich aanpast aan de dynamiek van de echte wereld en de constante evolutie van zijn omstandigheden. “Als we bijvoorbeeld het goederenvervoer nemen, kunnen routes worden geoptimaliseerd door rekening te houden met nieuwe informatie over verkeer en weersomstandigheden. AO-algoritmen kunnen goed worden toegepast in dit soort contexten waarbij het systeem in realtime opnieuw moet worden berekend en geoptimaliseerd, als nieuw gegevens worden toegevoegd”, legt hij uit.

Deze nieuwe benadering is zeer flexibel en combineert bevooroordeelde en gerandomiseerde heuristieken (die zeer snel kunnen werken) met parallel computergebruik. Met andere woorden, ze kunnen in verschillende parallelle subprocessen worden uitgevoerd om in realtime haalbare, hoogwaardige oplossingen te genereren.

In het proefschrift is dit nieuwe paradigma met succes toegepast op humanitaire logistiek, waar eerstehulpgoederen met spoed moeten worden afgeleverd in rampgebieden, en op telecommunicatiesystemen. “In dergelijke gevallen moeten de apparaten elke keer dat het apparaat van locatie verandert opnieuw worden aangesloten op de telecommunicatieantennes om de kwaliteit van de service aan gebruikers te garanderen. Deze nieuwe aanpak zou het probleem oplossen van frequente hertoewijzingen die nodig zijn als gebruikers verhuizen.” hij zei.

Algoritmen getest in de eerste fase van de COVID-19-pandemie

In het bijzonder pasten de onderzoekers de algoritmen toe die zijn ontworpen om de logistiek te optimaliseren voor de inzameling bij huizen en bedrijven, en levering aan ziekenhuizen, van producten – zoals vizieren – die aan het begin van de pandemie door vrijwillige makers zijn ontworpen als onderdeel van het Corona Makers-project. “Zo hebben we een voorbeeld behandeld van een rampsituatie waarin sommige items dringend nodig zijn en zo snel mogelijk moeten worden afgeleverd bij eerstehulpfaciliteiten, zoals ziekenhuizen”, zegt onderzoeker do Carmo. “We hadden in realtime haalbare hoogwaardige oplossingen nodig, omdat elke seconde cruciaal was om levens te redden. De algoritmen werden dus toegepast op telecommunicatiesystemen, met apparaten en antennes die efficiënt moesten worden aangesloten terwijl apparaten zich door een geografisch gebied bewogen. Dit heeft om een ​​snelle en efficiënte procedure te zijn om de kwaliteit van de dienstverlening aan gebruikers te waarborgen”, voegde de onderzoeker eraan toe met betrekking tot hun technologische bijdrage aan de strijd tegen de pandemie.

De volgende stap van dit onderzoek is om deze concepten toe te passen in de context van gedeelde vervoerswijzen, zoals carpoolen, ridesharing en autodelen. Een van de uitdagingen bij het optimaliseren van dit soort activiteiten is hoe om te gaan met nieuwe gebruikers die tijdens de reis worden toegevoegd terwijl er al passagiers in het voertuig zitten. De toepassing van dit nieuwe type algoritme zou het mogelijk maken om het routeplan in realtime te actualiseren, rekening houdend met zowel nieuwe als bestaande passagiers, reizen te verkorten, vertragingen en onderbrekingen te vermijden en, op lange termijn, zelfs het welzijn van de mensen te verhogen. “Het verbeteren van de efficiëntie van deze systemen heeft ook een impact op de gezondheid, omdat door het verminderen van de transporttijd niet alleen gebruikers en aanbieders profiteren van lagere kosten en prijzen, maar ook de kwaliteit van leven van mensen wordt verbeterd door het minimaliseren van CO₂ uitstoot”, besluit hij.