求解多旅行商问题的新混合遗传算法:以应急物资配送为例

为优化生物反恐条件下的应急物资配送过程,将该环境下的应急物资配送问题构造为一多旅行商问题(MTSP),并从理论上分析了该旅行商回路为最短Hamilton路径。以此问题为背景,针对应用传统遗传算法求解多旅行商问题时存在收敛速度缓慢等问题,提出并设计了一类新的混合遗传算法。该类新遗传算法与传统遗传算法的最主要区别在于,针对多旅行商问题专门设计了一种新的染色体编码规则、排序算子和交叉算子。仿真结果表明,该算法能够快速收敛到问题的近似最优解,并能很好地维持种群的多样性。     

基于主动调度的编码方法及其在JSP中的应用

在对Jobshop问题进行具体描述的基础上,分析了目前利用遗传算法解决Jobshop问题的各种常用的编码方法,提出了一种新的编码方法.该编码方法与主动调度的构成步骤相结合,编码中基因的排列顺序就表示各工序的优先调度顺序,由此产生可行的调度方案,基于该编码方法是以不可重复的自然数为基因进行编码,在遗传操作过程中能采用类似TSP的遗传算子,从而避免了非法调度解的出现.采用该编码方法在遗传算法求解Jobshop问题的过程中,既能满足Jobshop问题的特性,又能体现遗传算法的较强的搜索能力.仿真结果也充分证明了该算法的有效性.     

一种求解旅行商问题的交叉禁忌搜索

提出一种改进的禁忌搜索（TS）一交又禁忌搜索（CTS），并用于混合优化问题旅行商问题（TSP）的求解。CTS主要包括集中策略和分散策略，采用选择规律的改变促进移动的混合，集中策略增强了算法的局部搜索能力；分散策略是用于开辟新的搜索空间，在CTS中，采用遗传算法中的交叉算子作为分散策略，优解选择法作为集中策略。CTS、标准TS、带集中裳略的TS和蚁群算法用于求解相同的TSP例子，所用例子都是来自TSPLIB例子库和Fogel路径。求解结果显示了CTS的性能优于其它算法。     

求解TSP的改进人工鱼群算法

利用遗传算法的交叉算子,并引入去交叉策略,对人工鱼群算法进行了改进,提出了一种改进型人工鱼群算法,并将该算法用于求解旅行商问题(traveling salesman problem,TSP)这一经典的NP难问题。通过实验仿真与目前TSP已知最优解进行对比分析,结果表明,改进后的人工鱼群算法在种群规模较小,迭代次数较少的情况下也可以收敛到已知最优解。     

基于递阶遗传算法的一类多旅行商问题优化

针对最小化单个旅行商路程的多旅行商问题,提出了一种递阶遗传算法和矩阵解码方法。该算法根据问题的特点,采用一种递阶编码方案,此编码与多旅行商问题一一对应。用递阶遗传算法优化多旅行商问题不需设计专门的遗传算子,操作简单,并且解码方法适于求解距离对称和距离非对称的多旅行商问题。计算结果表明,递阶遗传算法是有效的,能适用于优化多旅行商问题。     

基于仿真的遗传算法求解动态旅行商问题

以标准旅行商问题的扩展问题--动态旅行商问题为对象,分析了动态旅行商问题中由于道路流量实时变化所引起的标准旅行商问题的数学建模与优化求解的问题复杂性.通过建立其计算机仿真模型再现动态旅行商问题中众多复杂的非平稳、随机因子.进而提出了基于计算机仿真模型的遗传算法,即根据计算机仿真的结果,应用改造后的遗传算法搜索原问题的优化解.最后,在多智能体仿真平台上实现该优化算法,并以此求解20个城市的动态旅行商问题,计算结果验证了算法的有效性.     

一类多旅行商问题的计算及仿真分析

旅行售货商问题(TSP)是组合优化领域的经典问题之一,而考虑多个旅行商的多旅行商问题(MTSP)是经典的旅行商问题的扩展.多旅行商问题的特点使其符合许多实际问题,并且通过对多旅行商问题加入约束条件可以使其转化为车辆选择问题(VRPs).针对一类特殊的MTSP问题采用Lin-Kernighan算法进行求解分析,并在此基础之上针对访问城市数目均衡的多旅行商问题采用两阶段方法进行求解,计算仿真结果是令人满意的.     

基因重组算法设计及多目标旅行商问题求解

遗传算法等启发式算法在求解旅行商问题时,存在收敛速度较慢、容易出现过早收敛及算法计算效率较低的问题。在模式理论基础上,提出一种新的基因重组算法。根据优良基因模式,设计模式重组算子,运用重构及进化规划的思想设计算法的个体重构算子和个体选择算子。建立一个多目标旅行商问题模型,分析每一轮计算旅行路线适应度值的差异性,采用熵值法确定路程和费用权重。系列实验表明,基因重组算法在求解多目标旅行商问题时,计算效率远高于比较的算法,收敛速度和求解精度也较一般启发式算法有明显改善。     

解特殊工艺约束双目标调度问题的新遗传算法

针对特殊工艺约束下非一致并行多机双目标调度问题,设计了一个双目标调度模型(BOSP).进而基于遗传算法和免疫理论的思想,提出了新的遗传算法(IGA).算法的编码采用了向量组编码方法,能有效地反映实际调度方案;免疫算子的引入,保证了种群的多样性和种群的质量,加快了算法收敛速度.仿真结果表明,算法是有效的,免疫算法的引入,使算法能较好地收敛到最优解,优于没有引入免疫算子的遗传算法,并能适用于解实际的此类调度问题.     

基于差分进化算法的多旅行商问题优化

针对所有旅行商路径最大值最小的多旅行商问题,提出改进的差分进化算法优化.在该优化方法中,编码采用实数编码;改进的差分进化算法采用轮盘赌选择;根据旅行商问题的特点,在差分进化算法中增加邻域搜索算子.该方法适于距离对称和非对称的多旅行商问题求解.以距离非对称的多旅行商问题的实例进行了仿真和比较,可以看出所提出的改进差分用来解决多旅行商这类离散组合优化问题是有效的.     

启发式交叉求解TSP问题的混合遗传算法

在给出度约束最小生成树的快速生成方法的基础上，设计了一种启发式交叉求解TSP问题的混合遗传算法．该算法在交叉操作的设计上，与其他遗传算法有本质的不同，该交叉操作是在不违反度约束和不形成圈的前提下，每次从父代基因所拥有的边中加入权最小的边，从而形成子代．利用该算法得到了TSP CHN144问题迄今为止最好的解．     

几类非线性双层规划问题的混合遗传算法

针对几类具有特殊下层结构的非线性双层规划问题,提出了一种混合遗传算法。首先利用单纯形法的思想设计了新的杂交算子,使杂交个体与种群中好的个体组杂交,从而产生尽可能好的杂交后代;其次对每个相对固定的上层变量值x,通过计算下层最优解y来提高种群个体的可行性,并分析了下层最优解的计算误差对算法性能的影响;最后对于下层存在多个最优解的情况,通过求解一个单层规划,给出了下层最优解的选择方法。数值结果表明该算法是有效的。     

服务质量路由问题的一个新进化算法

针对服务质量路由问题,设计了一种新颖的进化算法QoS_EA.该算法具有以下特点:(1)通过采用一种前向自然教编码方法,使路径不包含圈,节省了进化算法在求解该问题时的圈检查过程;(2)设计了一种散接交叉算子,以防止出现不可行的路径,确保交又操作的有效性和种群的多样性;(3)与交叉算子相对应设计了一种基于局部链路选择性修改的选择性变异算子,以确保路径由任意初始状态进化到满足约束的路径.理论分析证明该算法具有明显的优越性,并以概率1收敛于所求路径.计算机仿真结果表明该算法性能优于其他同类算法.     

一种快速遗传算法及其收敛性

针对遗传算法局部搜索能力较差、全局优化速度缓慢、搜索的效率对约束惩罚因子的选择有明显依赖性等问题,设计了能够从可行解空间和不可行解空间同时搜索的交叉算子、具有前期的快速搜索能力和后期的最优解保持能力的变异算子和具有"精英"保持能力的选择算子,并采用已搜索解集避免了子代的"返祖"和退化现象。在此基础上,设计了具有全局搜索能力的遗传算法,并证明了算法的收敛性。仿真结果表明,该算法能够快速地找到全局极值点。     

考虑合成机制的多星应急任务调度

以应急任务优先调度为原则,保证观测总收益的基础上最小化对原调度序列的扰动是多星应急任务调度领域急需解决的问题。首先,分析应急任务完成时间和观测收益关系,建立考虑时间依赖性收益的数学规划模型。其次,基于遗传算法,提出考虑合成机制的多星应急任务调度算法。设计任务合成、插入和替换算子完成应急任务插入,考虑任务观测收益、序列扰动和最短观测时间设计适应度函数,设计交叉、变异、全局修复算子迭代优化调度序列。最后,通过数值实验表明设计的算法能够显著提高调度质量,适用于多星应急任务调度问题。     

求解约束优化问题的内外交叉遗传算法

针对很多约束优化问题的最优解位于可行域的边界上或其附近的特点,提出了一种新的遗传算法.算法将种群中的可行解和不可行解分别存贮在两个容器中,新设计的交叉算子(内外交叉法)尽量让可行域内的可行解与可行域外的不可行解交叉,并顺着有利的方向一维搜索到可行域边界,此举既增大了个体接近全局最优解的几率, 又增强了算法的收敛速度;粒子群变异法则吸取粒子群 (PSO)算法的优点,让粒子沿粒子自身历史最优和全局最优的方向变异, 而选择算子则采取了保留固定比例不可行解的方法. 仿真结果证明了算法能够在种群规模小,迭代次数少的情况下迅速接近或找到全局最优解.     

遗传算法在有时间窗车辆路径问题上的应用

本文用遗传算法求解有时间窗车辆路径问题,获得其近优解或最优解．传统的交叉算子如ＰＭＸ,ＥＲ和ＣＸ等对多约束问题的适用性受到限制,本文使用一种直观的编码方法,并提出基于优先关系的交叉算子．实验表明这种遗传算法能够有效地解决复杂的优化问题     

禁忌遗传算法在TSP中的应用

提出了带有禁忌交叉、变异的改进遗传算法,并将其应用于典型的TSP问题的求解.在求解过程中引入禁忌信息减小生成子代的模板空间的同时,加入张驰效应使得在禁忌操作中不丢失问题的最优解,从而改善了遗传算法的收敛速度.仿真数据表明,禁忌遗传算法比传统遗传算法在TSP问题中算法运行初期具备更好下降性,扩展了遗传算法在中、大规模NP-Hard问题快速求解中的应用.     

求解车辆路径问题的一种遗传算法

车辆路径问题(VRP)是一个典型的NP-hard问题,采用传统方法求解往往找不到满意解。在分析现有求解该问题的遗传算法的基础上,对现有的交叉算子进行了改进,并设计了基于自然数编码的遗传算法,用来求解一般的和有时间窗限制的车辆路径问题。采用文献中的实例进行了数值试验,试验结果表明该算法是有效的。