On-demand delivery has become increasingly popular around the world. Motivated by a large grocery chain store who offers fast on-demand delivery services, we model and solve a stochastic dynamic driver dispatching and routing problem for last-mile delivery systems where on-time performance is the main target. The system operator needs to dispatch a set of drivers and specify their delivery routes facing random demand that arrives over a fixed number of periods. The resulting stochastic dynamic program is challenging to solve due to the curse of dimensionality. We propose a novel structured approximation framework to approximate the value function via a parametrized dispatching and routing policy. We analyze the structural properties of the approximation framework and establish its performance guarantee under large-demand scenarios. We then develop efficient exact algorithms for the approximation problem based on Benders decomposition and column generation, which deliver verifiably optimal solutions within minutes. The evaluation results on a real-world data set show that our framework outperforms the current policy of the company by 36.53% on average in terms of delivery time. We also perform several policy experiments to understand the value of dynamic dispatching and routing with varying fleet sizes and dispatch frequencies.


翻译:需求交付在全世界越来越受欢迎。 受一家大型杂货连锁店的激励,该店提供快速的需求交付服务,我们建模并解决了最后一英里送货系统(即时性能为主要目标)的随机动态驱动器发送和路由问题。 系统操作员需要派遣一组驱动器,并具体说明其面临随机需求的、在固定时数内到达的随机需求的运送路线。 由此产生的随机随机动态程序由于维度的诅咒而难以解决。 我们提出了一个新的结构化结构化近似框架,以通过配对的发送和路由政策来接近价值功能。 我们分析了近似框架的结构特性,并在大需求情景下建立其性能保障。 然后,我们根据班德斯变形变形和柱生成,为近似问题制定高效的精确算法,在几分钟内提供可核实的最佳解决方案。 真实世界数据集的评估结果显示,我们的框架在交付时间平均比公司现行政策高出36.53%。 我们还进行了一些政策实验,以了解动态发送和发送频率不同的方式,从而了解动态发送和发送频率的价值。

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