A New Approach for Solving Location Routing Problems with Deep Reinforcement Learning of Emergency Medical Facility
- 1. Aerospace Information Research Institute
- 2. Lanzhou Jiaotong University
- 3. Jilin University
- 4. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research
Description
The Location Routing Problem (LRP) has extensive applications in emergency medical facility selection. It involves a complex spatial optimization problem of selecting the optimal facility locations from a set of demand points and candidate facility locations and planning the most efficient routes. This study introduces a two-stage solution approach based on deep reinforcement learning, which fully leverages the potential of deep reinforcement learning in handling sequential decision problems. Firstly, in the location selection stage, through the interaction between an agent and the environment, the agent needs to choose facility locations from numerous demand points to either maximize overall profit or minimize overall costs. This stage determines central points and allocates demand points to the nearest facility locations. Subsequently, in the route planning stage, the agent decides how to distribute deliveries among the pre-selected facility locations to minimize overall route length or costs. Experimental results demonstrate the effectiveness of this method in addressing location routing problems. It may provide valuable support for responding to emergencies and disaster events, helping decision-makers make more intelligent choices for facility locations and route planning, ultimately enhancing service response speed and efficiency. Furthermore, this method holds broad application potential in other domains, further advancing the development and utilization of deep reinforcement learning in spatial optimization problems.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
لدى مشكلة توجيه الموقع (LRP) تطبيقات واسعة في اختيار المرافق الطبية الطارئة. وهو ينطوي على مشكلة تحسين مكاني معقدة تتمثل في اختيار مواقع المرافق المثلى من مجموعة من نقاط الطلب ومواقع المرافق المرشحة وتخطيط الطرق الأكثر كفاءة. تقدم هذه الدراسة نهج حل من مرحلتين يعتمد على التعلم التعزيزي العميق، والذي يستفيد بشكل كامل من إمكانات التعلم التعزيزي العميق في التعامل مع مشاكل القرار المتسلسلة. أولاً، في مرحلة اختيار الموقع، من خلال التفاعل بين الوكيل والبيئة، يحتاج الوكيل إلى اختيار مواقع المنشأة من العديد من نقاط الطلب إما لتحقيق أقصى قدر من الربح الإجمالي أو تقليل التكاليف الإجمالية. تحدد هذه المرحلة النقاط المركزية وتخصص نقاط الطلب لأقرب مواقع المرافق. بعد ذلك، في مرحلة تخطيط المسار، يقرر الوكيل كيفية توزيع عمليات التسليم بين مواقع المنشأة المحددة مسبقًا لتقليل الطول أو التكاليف الإجمالية للمسار. تُظهر النتائج التجريبية فعالية هذه الطريقة في معالجة مشاكل توجيه الموقع. قد يوفر دعمًا قيمًا للاستجابة لحالات الطوارئ وأحداث الكوارث، مما يساعد صانعي القرار على اتخاذ خيارات أكثر ذكاءً لمواقع المرافق وتخطيط المسارات، مما يعزز في النهاية سرعة وكفاءة استجابة الخدمة. علاوة على ذلك، تحمل هذه الطريقة إمكانات تطبيق واسعة في مجالات أخرى، مما يزيد من تطوير واستخدام التعلم التعزيزي العميق في مشاكل التحسين المكاني.Translated Description (French)
Le problème de routage de localisation (LRP) a de nombreuses applications dans la sélection des établissements médicaux d'urgence. Cela implique un problème complexe d'optimisation spatiale consistant à sélectionner les emplacements optimaux des installations à partir d'un ensemble de points de demande et d'emplacements d'installations candidats et à planifier les itinéraires les plus efficaces. Cette étude présente une approche de solution en deux étapes basée sur l'apprentissage par renforcement profond, qui exploite pleinement le potentiel de l'apprentissage par renforcement profond dans la gestion des problèmes de décision séquentielle. Tout d'abord, lors de la phase de sélection de l'emplacement, grâce à l'interaction entre un agent et l'environnement, l'agent doit choisir l'emplacement des installations parmi de nombreux points de demande pour maximiser le profit global ou minimiser les coûts globaux. Cette étape détermine les points centraux et attribue les points de demande aux emplacements d'installations les plus proches. Par la suite, à l'étape de la planification de l'itinéraire, l'agent décide de la façon de répartir les livraisons entre les emplacements d'installation présélectionnés afin de minimiser la longueur ou les coûts globaux de l'itinéraire. Les résultats expérimentaux démontrent l'efficacité de cette méthode pour résoudre les problèmes de routage de localisation. Il peut fournir un soutien précieux pour répondre aux urgences et aux catastrophes, en aidant les décideurs à faire des choix plus intelligents pour l'emplacement des installations et la planification des itinéraires, améliorant ainsi la rapidité et l'efficacité de la réponse du service. En outre, cette méthode présente un large potentiel d'application dans d'autres domaines, ce qui fait progresser le développement et l'utilisation de l'apprentissage par renforcement profond dans les problèmes d'optimisation spatiale.Translated Description (Spanish)
El problema de enrutamiento de ubicación (LRP) tiene amplias aplicaciones en la selección de instalaciones médicas de emergencia. Implica un complejo problema de optimización espacial de seleccionar las ubicaciones óptimas de las instalaciones de un conjunto de puntos de demanda y ubicaciones candidatas de las instalaciones y planificar las rutas más eficientes. Este estudio presenta un enfoque de solución de dos etapas basado en el aprendizaje de refuerzo profundo, que aprovecha al máximo el potencial del aprendizaje de refuerzo profundo en el manejo de problemas de decisión secuencial. En primer lugar, en la etapa de selección de la ubicación, a través de la interacción entre un agente y el medio ambiente, el agente debe elegir las ubicaciones de las instalaciones entre numerosos puntos de demanda para maximizar el beneficio general o minimizar los costos generales. Esta etapa determina los puntos centrales y asigna los puntos de demanda a las ubicaciones de las instalaciones más cercanas. Posteriormente, en la etapa de planificación de la ruta, el agente decide cómo distribuir las entregas entre las ubicaciones de las instalaciones preseleccionadas para minimizar la longitud o los costos generales de la ruta. Los resultados experimentales demuestran la efectividad de este método para abordar los problemas de enrutamiento de ubicación. Puede proporcionar un valioso apoyo para responder a emergencias y eventos de desastres, ayudando a los tomadores de decisiones a tomar decisiones más inteligentes para la ubicación de las instalaciones y la planificación de rutas, mejorando en última instancia la velocidad y la eficiencia de la respuesta del servicio. Además, este método tiene un amplio potencial de aplicación en otros dominios, avanzando aún más en el desarrollo y la utilización del aprendizaje por refuerzo profundo en problemas de optimización espacial.Files
      
        3615884.3629429.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (755.0 kB)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| md5:657a50f41fa95cc2ff2c899d0fd0d7c4 | 755.0 kB | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج جديد لحل مشاكل توجيه الموقع مع التعلم التعزيزي العميق لمرفق الطوارئ الطبية
- Translated title (French)
- Une nouvelle approche pour résoudre les problèmes d'acheminement de l'emplacement avec un apprentissage par renforcement en profondeur des installations médicales d'urgence
- Translated title (Spanish)
- Un nuevo enfoque para resolver problemas de enrutamiento de ubicaciones con aprendizaje de refuerzo profundo de instalaciones médicas de emergencia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388176890
- DOI
- 10.1145/3615884.3629429
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W2015737965
- https://openalex.org/W2015754576
- https://openalex.org/W2024938364
- https://openalex.org/W2055539533
- https://openalex.org/W2120930954
- https://openalex.org/W2771342347
- https://openalex.org/W2803946567
- https://openalex.org/W2894776784
- https://openalex.org/W2993732350
- https://openalex.org/W3043415192
- https://openalex.org/W4224213880
- https://openalex.org/W4306847678
- https://openalex.org/W4308290989