面向多核任务调度的混合遗传算法

多核处理器的并行任务调度一直是研究的热点话题,属于NP-hard问题。针对此问题,本文提出了一种集启发式算法、禁忌搜索算法、模拟退火算法于一体的改进混合遗传算法(modified hybrid genetic algorithm,MHGA)。MHGA改进如下:首先,采用启发式的分层调度来初始化种群,提高初始种群质量;其次,提出基于禁忌搜索(tabu search,TS)的随机编号交叉算子,提高种群的多样性;最后,采用基于模拟退火(simulated annealing, SA)的变异,提高个体质量。实验结果表明,与其他遗传算法(genetic algorithm,GA)相比,MHGA可以得到更小的任务调度时间和更快的最优解搜索能力。     

求解双层CARP优化问题的知识型遗传算法

双层CARP优化问题首先考虑物流系统的宏观配置问题,然后考虑相关服务的完成问题. 提出了一种求解双层CARP优化问题的知识型遗传算法：采用两种扩展启发式方法来辅助生成初始种群;基于算子绩效知识为每次选择、交叉和变异操作选择合适的操作算子;基于弧段顺序知识为每次交叉和变异操作选择合适的断点位置;采用局部替换程序不断向当前种群中注入新个体. 实验结果表明,知识型遗传算法在优化性能方面优于其他几种方法.     

一种求解TSP的生物信息启发式遗传算法

遗传算法是解决旅行商问题（traveling salesman problem，TSP）的通用路径优化算法之一。为解决传统遗传算法收敛速度慢且解不稳定的问题，提出一种生物信息启发式遗传算法（bioinformation heuristic genetic algorithm，BHGA）。通过优化适应度函数和初始种群，引入生物信息学中的基因序列对比手法进行交叉重组排序，采用基因逆转操作进行变异，对遗传算法进行改进，使算法能够加快收敛速度，得到更优路径解。利用BHGA对TSPLIB数据库中算例进行求解，实验仿真结果表明：该算法在中小型规模的TSP中求解效果好且结果稳定。     

基于改进遗传算法的流水车间调度求解方法

流水车间调度问题是一类经典的NP完全问题,为此提出了一种求解极小化总完工时间的流水车间调度问题的改进遗传算法.该算法采用构造型启发式算法和随机方法共同产生初始种群,结合禁忌搜索算法的局部搜索性能和遗传算法的全局搜索性能.仿真实例的结果表明该算法对问题求解的可行性和有效性.     

一类仓库作业优化问题的混合遗传算法研究

针对自动化立体仓库固定货架系统中拣选作业优化问题的特点, 分析并设计了一种新型高效混合遗传算法。提出了多起点2-最近点搜索算法进行初始种群的构造,采用了一种新的自适应启发式变异方法,显著改善了原有遗传算法的搜索能力。仿真结果表明该算法从执行时间和优化效果两方面均能够很好地满足作业要求。     

求解作业车间调度问题的改进自适应遗传算法

根据当前代种群中的最优个体应该保留,但也要一定交叉与变异概率的思想,提出了改进的自适应遗传算法,开发了工程应用软件包,应用于求解作业车间调度问题,显著提高了收敛速度.特别是在搜索过程中系统能够自动给定交叉概率和变异概率,符合工程实际需要.     

采用十进制免疫遗传算法求解高校排课问题

论文深入分析了高校排课问题, 建立了其数学优化模型, 构建了其基本求解框架. 针对高校排课问题的特点, 引入遗传算法来加以解决, 设计了多种改进方案, 包括: 十进制编码方案、初始种群生成方案、适应度函数设计方案、免疫策略、 自适应交叉概率和自适应变异概率设计方案. 仿真结果表明该算法能够满足高校排课问题的多重约束条件, 能更有效地解决高校排课问题.     

一种基于能量熵的快速遗传算法研究

在分析标准遗传算法的优越性与存在不足的基础上,提出了对遗传算法的改进方法.将能量熵的选择加入到遗传算法的退火选择中,以充分地探索解空间,保持种群的多样性.将伪梯度搜索应用于对个体的邻域搜索,利用当前种群的有效信息及系统信息,提高寻优速度.对典型的TSP问题及一实际电力网络故障恢复的仿真研究表明,改进算法全局优化性能优于启发式遗传算法及标准、退火遗传算法,同时使收敛速度有了较大的提高.     

一种基于相位比较的量子遗传算法

针对量子遗传算法不适于连续函数优化的问题,提出了一种改进的量子遗传算法。该算法直接将量子染色体与当前最优解相比较来确定旋转门的旋转角,种群中各个体以不同速率向最优解进化以同时实现全局搜索与局部搜索,引入变异操作以防止算法早熟收敛。对该算法及其全局收敛性进行了分析后,将其用于函数极值求解与PID控制器的参数优化,并与遗传算法和量子遗传算法进行比较。仿真结果表明该算法具有较好的寻优性能。     

两级排序遗传算法在柔性工作车间调度中的应用

由于在遗传算法的搜索寻优过程中种群有收敛于单一个体的趋势,为了减轻这种趋势,在Pareto多目标遗传算法的基础上做了一些改进,即用Pareto最优概念对种群进行第一级排序,然后计算种群中每个个体与同Pareto级别所有个体之间的全局拥挤距离作为该个体的次要属性进行第二级排序,根据这两级排序的结果进行联赛制选择操作和交叉变异操作。为了验证算法的性能,以多目标柔性工作车间调度问题作为实例并针对柔性工作车间调度问题的特点设计了相应的交叉变异方法。仿真结果表明该算法可以产生更多的分布在非劣解前沿上的解。     

基于学习机制的退火并行遗传算法应用研究

本文综合并行遗传算法(PGA)和模拟退火算法(SA)的优点,提出一种新的退火并行混合优化策略(PGASA).该算法克服了并行遗传算法局部搜索能力弱的缺点,在子种群的搜索中引入SA作为GA种群的变异算子,增强和补充了PGA的局部进化能力;同时将机器学习原理引入到混合算法中,增加了种群的平均适值,有效地避免了最优解的丢失,加快了进化速度.针对车间调度中的典型问题进行了仿真,结果证明了新算法的有效性.     

求解有硬时间窗车辆路径问题的改进遗传算法

针对军事运输中有硬时间窗的车辆路径问题(vehicle routing problem with hard time windows, VRPHTW),结合混合交叉运算、改进变异运算和精英保留策略,以所有车辆的配送总时间最少为目标,设计了改进遗传算法。借鉴贪婪思想,提高了初始种群的优越性;构造了迭代种群的入口矩阵和出口矩阵,并以此为基础提出改进交叉算子,期间引入前向插入法设计了混合交叉运算,加快了种群的寻优速度;同时提出改进变异算子,增加了种群的多样性。实验结果表明,改进遗传算法较之基本算法有着更快的收敛速度和更优的收敛效果。     

基于改进遗传算法的影像中心布局优化方法

针对影像中心现有布局优化方法自动化水平低、受个人主观意愿影响较大等问题,提出运用系统布置方法(systematic layout planning,SLP)和改进遗传算法相结合的方法对布局进行优化。利用SLP生成的布局方案改善遗传算法的初始种群,增加初始种群多样性;从遗传进化代数和个体适应函数值2个方面实现遗传参数自适应调节,提高其寻优效率。在西安某影像中心布置区域模型和多目标优化数学模型的基础上,运用改进后遗传算法对西安某影像中心布局优化问题进行了仿真实验。实验结果证明：该算法在求解影像中心布局优化问题时比传统遗传算法或蚁群算法速度更快、效果更好。提高了影像中心布局优化的自动化水平,为建筑设计人员提供合理的参考方案。     

基于一种加速收敛变异策略的交互式遗传算法

针对目前交互式遗传算法由于使用小规模的种群和较少的进化代数,容易导致算法的搜索能力有限、易陷入局部优化的问题,在引入一种加速收敛变异策略的基础上,提出一种新的交互式遗传算法。给出了算法设计实施中关键问题的处理,分析了算法的效率,并通过函数优化和服装设计问题的仿真实验验证变异策略和算法的有效性。     

遗传算法在离散变量优化问题中的应用研究

针对实际应用中大量存在的离散变量优化设计问题,研究了利用一般连续变量方法进行离散变量优化设计的不足。结合离散变量优化问题与遗传算法的特点,提出离散交叉算子和离散变异算子,使遗传算子真正在离散空间中进行搜索。基于线性搜索思想提出离散引导算子以提高遗传算法的局部寻优能力,将种群逐步向离散极值点进行引导,实现算法的快速离散寻优。通过对两个实际离散变量优化设计问题的应用研究,验证了本方法解决离散变量优化设计问题的有效性。     

遗传算法在电力系统经济负荷分配中的应用

针对考虑阀点效应的电力系统经济负荷分配问题的特点，将遗传算法与传统基于梯度的数学优化方法相结合，提出一种求解电力系统经济负荷分配问题的混合遗传算法。通过极大熵理论将经济负荷分配问题近似为可导问题，并将SQP法引入遗传算法提出SQP算子，以提高遗传算法的寻优速度与局部搜索能力．基于优化设计理论应用均匀设计确定初始种群．同时，利用单纯形交叉算子的多点交叉特性使种群逐步趋近全局最优点．实例研究结果验证了方法的有效性。     

改进PSO算法及在PID参数整定中应用研究

针对粒子群优化算法(PSO)存在早熟和局部收敛的问题,提出了一种带变异算子的改进粒子群优化算法(IPSOM),该算法在搜索中以一定变异概率对选中的粒子进行变异,同时对飞离搜索区域的粒子用新产生的粒子取代,以克服粒子群优化算法易陷入局部最优解的缺陷。用一典型的Rastigrin复杂函数对新算法进行测试,结果表明改进的算法较之粒子群优化算法(PSO)和常规遗传算法(SGA)不但提高了全局寻优能力,而且有效避免了早熟收敛问题。在此基础上将这种改进算法应用于高阶带时滞对象的PID控制器设计中进行仿真研究,结果表明了所提出算法的有效性和所设计控制器的优越性。     

多峰函数优化的免疫人工鱼群网络算法

针对人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm, AFSA)多峰寻优能力不足的问题,提出了一种免疫人工鱼群网络算法。应用改进的觅食行为,提升了算法的局部寻优能力;采用免疫网络调节机理,保持了人工鱼群多样性,不〖JP2〗断探寻新的局部峰值;执行模式搜索法（pattern search method, PSM）,完成精英人工鱼群的精细搜索。仿真实验结果表明,该算法具有较强全局优化能力和局部优化能力,且搜索到每个最优解都达到了理想值。     

基于正交遗传算法和灵敏度分析的体系仿真优化方法

体系对抗已成为当今战争的主要形式,因而急需对体系优化问题进行深入细致地研究.鉴于此,提出了一种基于正交遗传算法和灵敏度分析的体系仿真优化方法.该方法采用正交遗传算法在可行域内快速地搜索一些较优方案(解);利用灵敏度分析方法从已评估方案中得到待研究体系输入、输出之间的灵敏度关系;应用这种灵敏度关系来指导正交遗传算法的后续搜索.最后采用一些数据实例来验证该方法,实验结果表明,该方法是可行的、正确的和有效的.该方法能在较少次数的仿真后,得到待研究体系的满意解或最优解;同时,该方法可推广到其它复杂优化问题的求解中.