Особливості реалізації WEB-системи оптимізації маршрутів доставки з урахуванням обмежень вантажопідйомності

Abstract

This study addresses the problem of optimizing delivery routes for retail networks while considering vehicle capacity constraints and substantiates the feasibility of combining algorithmic routing methods with an interactive web-based implementation. A comparative analysis of spatial clustering methods demonstrated that the Clarke–Wright algorithm, combined with hybrid routing within clusters, provides the best trade-off between route quality, vehicle utilization, and computational efficiency under varying spatial distributions of delivery points, confirming its suitability as the core algorithm of the system. A client-server web system for delivery route optimization was developed, where computationally intensive tasks are executed on the server side, while the client side provides interactive data input, visualization of results, and analytical evaluation of generated routes. The proposed architecture enables system scalability with increasing numbers of delivery points and supports scenario-based logistics analysis. Experimental verification confirmed the correct operation of the system under medium and high workload conditions. The system consistently forms clusters without violating specified constraints, generates routes with acceptable characteristics, and maintains computation times suitable for interactive use. Furthermore, the implemented autonomous route visualization mechanism ensures system operability in conditions of unstable or absent network connectivity, which is critical for practical deployment of logistics information systems in modern operational conditions in Ukraine. The obtained results demonstrate the effectiveness of the proposed approach and its suitability as a practical web platform for delivery route optimization considering vehicle capacity constraints, as well as a foundation for further development towards dynamic data support and advanced analytics.

У роботі розглянуто задачу оптимізації маршрутів доставки торговельної мережі з урахуванням обмежень вантажопідйомності транспортних засобів та обґрунтовано доцільність поєднання алгоритмічних методів маршрутизації з інтерактивною WEB-реалізацією. Проведене порівняльне дослідження методів просторової кластеризації показало, що алгоритм Clarke–Wright у поєднанні з гібридною маршрутизацією всередині кластерів забезпечує кращий компроміс між якістю маршрутів, рівнем використання транспортних ресурсів та обчислювальною ефективністю в умовах різної просторової структури пунктів доставки, що підтвердило доцільність його використання як базового алгоритмічного ядра системи. Розроблено клієнт-серверну WEB-систему оптимізації маршрутів доставки, у якій ресурсоємні обчислення виконуються на серверній стороні, а клієнтська частина забезпечує інтерактивне введення даних, візуалізацію результатів та аналітичну оцінку сформованих маршрутів. Запропонована архітектура дозволяє масштабувати систему зі зростанням кількості пунктів доставки та підтримує сценарний аналіз логістичних рішень. Експериментальна верифікація підтвердила коректність роботи системи в умовах середнього та підвищеного навантаження. Система стабільно формує кластери без порушення заданих обмежень, будує маршрути з допустимими характеристиками та забезпечує прийнятний час обчислень для інтерактивного використання. Також встановлено, що реалізований механізм автономної візуалізації маршрутів дозволяє зберігати працездатність WEB-системи за умов нестабільного або відсутнього мережевого з`єднання, що є критично важливим для практичного застосування логістичних інформаційних систем в сучасних умовах експлуатації в Україні. Отримані результати свідчать про ефективність запропонованого підходу та доцільність його використання як прикладної WEB-платформи для оптимізації маршрутів доставки з урахуванням обмежень вантажопідйомності, а також як основи для подальшого розвитку системи в напрямку підтримки динамічних даних і розширеної аналітики.