A branch-and-cut approach and alternative formulations for thetraveling salesman problem with drone

  • In this paper, we are interested in studying thetraveling salesman problem withdrone(TSP-D). Given a set of customers and a truck that is equipped with a singledrone, the TSP-D asks that all customers are served exactly once and minimal deliv-ery time is achieved. We provide two compact mixed integer linear programmingformulations that can be used to address instances with up to 10 customer within afew seconds. Notably, we introduce a third formulation for the TSP-D with an expo-nential number of constraints. The latter formulation is suitable to be solved by abranch-and-cut algorithm. Indeed, this approach can be used to find optimal solu-tions for several instances with up to 20 customers within 1 hour, thus challenging thecurrent state-of-the-art in solving the TSP-D. A detailed numerical study providesan in-depth comparison on the effectiveness of the proposed formulations. More-over, we reveal further details on the operational characteristics of a drone-assisteddelivery system. By using three different sets of benchmark instances, considera-tion is given to various assumptions that affect, for example, technological droneparameters and the impact of distance metrics.

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Verfasser*innenangaben:Daniel SchermerORCiD, Mahdi MoeiniORCiD, Oliver WendtORCiD
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-79680
DOI:https://doi.org/10.1002/net.21958
ISSN:1097-0037
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Networks
Verlag:Wiley
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):09.04.2024
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Veröffentlichende Institution:Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Datum der Publikation (Server):09.04.2024
Ausgabe / Heft:76/2
Seitenzahl:23
Erste Seite:164
Letzte Seite:186
Quelle:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/net.21958
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Kaiserslautern - Fachbereich Wirtschaftswissenschaften
DDC-Sachgruppen:3 Sozialwissenschaften / 330 Wirtschaft
Sammlungen:Open-Access-Publikationsfonds
Lizenz (Deutsch):Zweitveröffentlichung