最短路问题的闭环DNA算法

提出了不等长闭环DNA分子的概念,由此推广了闭环DNA计算模型。给出了固定端点的最短路问题闭环DNA算法,该算法首先对每条弧进行了三组DNA编码,再用有目的的终止技术合成固定端点的所有链,然后通过接入实验和电泳实验得到最短路,并通过检测实验输出所有最短路径。得出了算法的复杂性,为说明算法的有效性给出了一个算例。最后讨论了最短路问题闭环DNA算法在变权网络、自由终点或固定中间点的最短路问题中的应用,并给出了相应的解决方法。由此说明该算法具有广泛的适应性。     

0-1规划问题的闭环DNA算法

提出了闭环DNA分子的结构灵活性的两个方面,即DNA分子链长的可控性和DNA分子之间的相互转化。针对非负整数系数的0-1规划问题,提出了闭环DNA算法。该算法首先对0-1变量按照0和1的取值、对应的各项系数和检测标记进行五组DNA编码并形成所有可能解;再利用接入实验、电泳实验和删除实验筛选出可行解,进而得到所有最优解;最后通过检测实验输出实验结果。给出了算法的正确性的证明并讨论了算法复杂性,给出一个算例说明了算法的有效性。对算法进行了改进,改进后的算法适用于可以含有负数的实数系数0-1规划问题。     

有向最短哈密尔顿路问题的DNA算法

首次提出了基于分子生物技术的有向最短哈密尔顿路问题的DNA (deoxyribonucleicacid)算法 ,将顶点、权值用DNA片段编码 ,边的方向通过顶点的编码获得。将这些DNA片段放入溶液中进行生化反应 ,通过基本的生物操作及生物酶完成解的产生及最终解的分离。该算法的创新之处在于权值的设计 ,合理有效地用DNA序列表示权值的大小 ,以便于使用常规的生物分离方法进行最优路径的选择。依据分子生物学的实验方法 ,说明了所提算法是有效和可行的。     

背包问题的闭环DNA算法

提出了闭环DNA分子的结构多样性,即闭环DNA分子在同一个位置上具有不同的DNA序列.提出了双约束的整数规划背包问题闭环DNA算法,即对变量取值进行DNA编码并形成所有可能解;用批接入实验、电泳实验和批删除实验筛选出可行解,用批接入实验、电泳实验得到最优解;通过检测实验输出所有最优解.由一个算例说明算法的有效性.针对减少DNA编码和内切酶数量的问题改进了算法;对有特殊要求的背包问题提出了解决方法.     

需求可拆分车辆路径问题的三阶段禁忌算法

需求可拆分车辆路径问题(SDVRP)是一类有待深入研究的车辆路径问题,其求解方法与需求不可拆分的VRP问题有较大的区别.针对该类问题,本文提供了一种新的求解思路——基于双层规划模型的三阶段禁忌算法.首先,将目标函数设定为大TSP路径成本加上切割增加路径成本,构建了SDVRP的双层规划数学模型;然后,根据双层规划的思路设计了三阶段禁忌启发式算法:先求包括车场和所有顾客的大TSP路径,再对大TSP进行切割和拆分,接着对备选方案进行子路径优化;最后,通过实验仿真,将所提出的三阶段禁忌算法与其他算法进行比较,结果表明了所提出的算法可以比较有效地求得需求可拆分车辆路径问题的优化解,是解决需求可拆分车辆路径问题的有效方法.     

对一类带聚类特征TSP问题的蚁群算法求解

蚁群算法是近几年提出的一种新型的模拟进化算法,初步的研究表明该算法具有极强的鲁棒性和发现较好解的能力,但同时也存在收敛速度慢的缺点。针对带聚类特征的TSP问题,提出了一种新型的蚁群算法。该算法利用TSP问题本身所具有的聚类特征,从数据域上将其分解成多个子问题,对每个子问题分别采用蚁群算法并行求解,最后将所有子问题的解按一定规则合并成问题的解。对带聚类特征TSP问题的仿真实验表明该算法的收敛速度得到了极大的提高。     

基于粘贴DNA芯片模型的八皇后问题算法

提出了粘贴 DNA 芯片模型,该模型综合了粘贴模型的筛选功能和 DNA 芯片模型的检测功能.利用这两个特点设计了基于粘贴 DNA 芯片模型的求解八皇后问题全部解的 DNA 算法.该算法首先产生所有可能的解,再分别按照行要求,列要求和对角线要求逐步筛选出八皇后问题的全部解.利用 DNA 芯片检测出实验结果,然后对每个实验步骤分析了算法的生化实现过程并得到了八皇后问题的全部解.最后讨论了算法的复杂性及其优势.     

求解无回路有向连通图中的k阶最短路问题

针对如何在无回路有向连通图中求解k阶最短路问题,提出了新的思路,即先求出某路径与最短路的长度之差,再利用该差值求得该路径。在该思路的指引下,提出了新的参数概念,如点参数N、弧参数A以及终点的特征参数θ,并给出了这些参数的计算方法;揭示了这些参数与图中相应路径之间的关系,推导出点参数N定理和弧参数A定理;利用这些参数和定理,设计出在无回路有向连通图中求解k阶最短路问题的多项式算法,证明了算法的正确性,并且经过分析,该算法的复杂度为O(km),m表示弧数;最后,通过应用举例对该算法进行了演示。     

最小顶点覆盖问题的DNA分子算法

最小顶点覆盖问题是找给定图G中覆盖每条边的最小顶点子集,这个问题即是一个著名的NP 完全问题。给出了基于分子生物技术的图的顶点覆盖问题的DNA算法。算法的关键是数学问题到DNA链的映射,对图中的顶点进行恰当的编码,以便于使用常规的生物操作及生物酶完成解的产生及最终解的分离。依据分子生物学的实验方法,提出的算法是有效和可行的。最后指出了该算法的优点、存在问题及下一步的研究方向。     

最优指派问题DNA算法

对求最小值的最优指派数学模型,设计并实现了DNA计算算法。首先经过特殊的DNA编码将二维的决策变量和二维的效益值编入DNA序列中;然后通过杂交实验和分离实验得到指派问题的全部可行解;最后通过电泳实验和检测实验获得最优指派问题的最优解。证明了算法的复杂性并举例说明了算法的可行性。分别给出了求最大值的最优指派问题和人数与工作数不等的最优指派问题的处理方法。     

一种新的大规模网络最短路径的近似算法

平均最短路径长度是复杂网络的一个重要特性,但是对于大规模网络的平均最短路径长度的计算是困难的.在最近的一次对中国教育网的研究中.建立了一个有2 354 934个网页和26 816 209个链接的网络.要想计算该网络的平均最短路径长度,无论是传统的Floyd、Dijkstra算法,还是基于MPI的并行算法,在现有的计算机资源下都难以实现.提出了二级网络的概念,并基于此给出了一种针对中国教育网的新算法,使得在可以接受的时间内完成平均最短路径的近似计算,经试算效果令人满意,说明这种方法对于计算大规模网络的平均最短路径是有效的.     

Closed circle DNA algorithm of change positive-weighted Hamilton circuit problem

Chain length of closed circle DNA is equal. The same closed circle DNA's position corresponds to different recognition sequence, and the same recognition sequence corresponds to different foreign DNA segment, so closed circle DNA computing model is generalized. For change positive-weighted Hamilton circuit problem, closed circle DNA algorithm is put forward. First, three groups of DNA encoding are encoded for all arcs, and deck groups are designed for all vertices. All possible solutions axe composed. Then, the feasible solutions axe filtered out by using group detect experiment, and the optimization solutions are obtained by using group insert experiment and electrophoresis experiment. Finally, all optimization solutions are found by using detect experiment. Complexity of algorithm is concluded and validity of DNA algorithm is explained by an example. Three dominances of the closed circle DNA algorithm are analyzed, and characteristics and dominances of group delete experiment axe discussed.     

TSP理论在二维相位解缠的应用

干涉合成孔径雷达（interference synthetic aperture radar, InSAR）是根据两幅合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）图像对应像素点之间的绝对相位差所反映的距离差来获得目标高度的,但由干涉孔径雷达相位图像的相位差被限制在(-π,π］之间,因此模糊相位的展开是干涉合成孔径雷达信号处理的关键步骤之一。但由于噪声、欠采样等因素的影响,精确的相位展开变得非常困难,而路径跟踪法是一种重要的相位解缠方法,〖JP3〗在路径跟踪法中,建立枝切线的长度越短解缠效果最好,因此如何建立枝切线十分重要,本文利用旅行商问题中求解最短路径的方法,提出一种利用改进的遗传算法建立连接正负残差点的最短枝切线,可以有效地避免在解缠过程中“孤岛现象”出现。     

时变条件下允许等待的最短路问题

在组合优化过程中,往往需要获得从起点到终点之间的最短路,而其所考虑的目标可能是一个与时间相关的变量.有时,网络中的节点进行一定时间的等待,可以在一定程度上减少目标值.给出了求解时变条件下允许等待且有到达时间限制的最短路模型,并设计了无等待时间限制和有等待时间限制条件下的算法,并对算法的复杂性进行了分析.最后,给出了一个应用算例.     

露天矿车辆运输智能防盗管控系统3PGS的研发与应用

提出了一种防止露天矿运输车辆偷盗矿石的管控策略"三点有序管控法",通过在采区、采区进出口和卸车区分别安设区内过磅点、通行验证点和卸车过磅点,借助称重传感器技术、RFID识别技术、道闸自动控制技术、以太网网络控制技术和系统工程理论与思想,对运输车辆进行三点有序控制,实现对车辆运输偷盗现象的过程监测与控制和事后评价与分析.在此基础上研发了针对车辆运输的无人值守智能防盗管控系统"3PGS"(简称三点管控系统,three points guarding system),并论述了该系统在三道庄露天矿的工程应用,结果表明该系统能够有效解决露天矿矿石偷盗问题.