基于蚁群算法的车间作业调度问题研究

对基于蚁群算法的车间作业调度问题求解进行了研究,在分析了传统蚁群算法求解车间作业调度问题容易出现早熟、收敛于局部最优解以及搜索速度慢的缺陷,提出了一种改进的混合蚁群算法。该方法在信息素更新规则上利用信息素局部更新策略和全局更新策略来进行信息素的更新,并将领域搜索与蚁群算法相结合,从而求得问题的可行解。最后,基于benchmarks问题进行了实验仿真,实验结果证明该改进混合算法的有效性及可行性。     

基于改进蚁群算法作业车间调度问题仿真研究

蚁群算法是一种仿真蚂蚁群体智能行为的仿生优化算法,具有良好的正反馈、鲁棒性、群体性和并行件等特点.针对基本蚁群算法易陷入局部收敛这一缺点,为提高精确高度,提出了一种改进蚁群算法,采用了新的状态转移规则,当算法陷入局部收敛时调整信息素更新策略,并根据陷入局部收敛的程度动态调整信息素挥发系数和信息素强度,使算法能快速跳出局部收敛得到全局最优解;仿真结果验证了改进蚁群算法求解作业车间调度问题的有效性.     

基于结点群的高效的动态二分查找器

针对求解NP-hard的车间生产调度存在的问题,提出了一种基于思维进化的蚁群算法。该算法建立在传统蚁群算法上,并结合思维进化思想和局部寻优思想克服了基本蚁群算法易陷入局部最优的缺陷,改进了状态转移规则,限定了信息素的范围,改进了信息素更新策略,并增加了邻域搜索。实验表明,对于典型生产调度问题,基于思维进化的蚁群算法可以求得理论最优解,在最优解、最差解和平均解3个指标上都优于基本蚁群算法,体现出了较好的性能。     

求解置换流水车间调度问题的混合蚁群算法

针对最大—最小蚂蚁系统在解决置换流水车间调度问题时易陷入局部最优的问题,引入最好—最差蚂蚁系统中的信息素变异和重置规则,提出了一种混合蚁群算法。使信息素矩阵变异并在搜索过程停滞时重置信息素矩阵以在搜索过程中引入多样性。在基准问题集上的对比实验表明,该算法比传统的蚁群算法具有更好的搜索全局最优解的能力。     

多核系统的实时任务调度算法研究

为更好地解决多核系统实时任务调度问题,针对基本蚁群算法求解最短路径过程中容易陷入局部最优的情况,对基本蚁群算法进行了改进。改进算法根据系统的实际情况对概率选择公式做出调整,同时根据相应策略对信息素进行调整,有效地缩小了信息素之间的差距,有利于跳出局部最优状态。实验结果表明,该算法与基本蚁群算法相比在收敛速度和计算最优解方面都有了提高。     

改进的蚁群算法求解多目标车间作业调度问题

目前已经有许多解决作业车间调度问题的启发式求解方法,但这些方法多数局限于单目标,因此不能满足现实生活中多目标作业车间调度问题的应用需求.提出一种改进的蚁群算法启发式地搜索多目标车间作业调度问题的近似最优解以满足实际的应用需求.通过对转移概率以及信息素更新方式进行改进,并融合交叉策略,确保算法在加快搜索收敛速度的同时又避免陷入局部最优.仿真实验证明,改进的算法具有较好的性能,能够解决实际生活中的多目标作业车间调度问题.     

改进的蚁群算法求解多目标车间作业调度问题

目前已经有许多解决作业车间调度问题的启发式求解方法,但这些方法多数局限于单目标,因此不能满足现实生活中多目标作业车间调度问题的应用需求。提出一种改进的蚁群算法启发式地搜索多目标车间作业调度问题的近似最优解以满足实际的应用需求。通过对转移概率以及信息素更新方式进行改进,并融合交叉策略,确保算法在加快搜索收敛速度的同时又避免陷入局部最优。仿真实验证明,改进的算法具有较好的性能,能够解决实际生活中的多目标作业车间调度问题。     

自适应蚁群算法在流水车间调度的应用

以求解旅行商问题(TSP)来介绍基本蚁群算法模型.针对其存在的易陷入局部最优和易出现停滞等缺点,将自适应调节策略与蚁群算法结合,提出应用改进的蚁群算法求解流水车间调度问题,并通过仿真实验验证了该改进算法的有效性和优化性.     

车间作业调度问题的仿真研究

研究车间作业调度优化问题,使资源、车辆调试、交通分配等达到优化配置,因此车间作业调度问题是一个多约束条件的目标优化问题,采用多项式求解方法不能获得最优解,导致车间作业调度效率低.为了提高车间作业调度效率,提出了一种蚁群算法的车间作业调度优化算法.首先以最小加工时间作为优化目标,蚂蚁爬行路径为作业调度方案,通过蚁群中个体间互相协作和信息交流获得最优车间作业调度方案.通过车间作业调度测试案例对算法进行验证性实验,实验结果表明,蚁群算法提高了车间作业调度效率,能在最短时间找到最优调度方案,为车间作业调度优化提供了依据.     

基于自适应蚁群算法的作业车间模糊调度研究

在研究不确定生产调度问题的基础上,针对具有模糊加工时间和模糊交货期的调度问题给出了作业车间模糊调度模型,用三角模糊数表示模糊加工时间,梯形模糊数表示模糊交货期,以交货期平均满意度最大作为调度目标.针对模糊调度问题对基本蚁群算法作了改进,并给出了新的状态转移规则,同时采用自适应信息素更新策略使算法能快速跳出局部收敛,进行仿真结果验证了自适应蚁群算法求解作业车间模糊调度的有效性.     

基于可变天气因素的MMAS改进算法

针对最大最小蚂蚁系统(MMAS)容易导致算法快速陷入局部最优的问题,提出一种基于可变天气因素的MMAS改进算法(variable weather MAX-MIN ant system,VW-MMAS)。通过由天气变化影响信息素的变化来改善MMAS的寻优过程,具体引入以下机制:在信息素挥发机制方面,参考天气变化因素对蚂蚁觅食的影响,设置信息素挥发系数和蚁群数量;在算法陷入局部最优时,综合考虑TSP问题中城市间的距离,增强不是最优路径的信息素,扩大蚂蚁的搜索范围。应用该算法解决TSP问题,将仿真结果与其它算法进行比较,验证了该算法的有效性,提高了解的质量。     

High speed ant colony optimization CMOS chip

Ant colony optimization (ACO) is an optimization computation inspired by the study of the ant colonies’ behavior. This paper presents design and CMOS implementation of the ant colony optimization based algorithm for solving the TSP problem. In order to implement ant colony optimization algorithm in CMOS, we will present a new algorithm. This algorithm is based on the original ant colony optimization but it can be implemented in CMOS. Briefly, pheromone matrix is transformed on the chip area and ants move up-down through the pheromone matrix and they make their decisions. Finally ants select a global path. In previous researches only pheromone values is used, but select the next city in this paper is based on heuristics value and pheromone value. In definition of problem, we use heuristics value as a matrix. Previous researches could not be used for wide type of optimization problem but our chip gives heuristics value initially and we can change initial value of heuristics value according to the optimization problem so this capability increases the flexibility of ACO chip. Simple circuit is used in blocks of our chip to increase the speed of convergence of ACO chip. We use Linear Feedback Shift Register (LSFR) circuit for random number generator in ACO chip. ACO chip has capability of solving the big TSP problem. ACO chip is simulated by HSPICE software and simulation results show the good performance of final chip.     

基于自适应更新策略的蚁群算法在TSP上的应用

针对传统蚁群算法收敛性不好、易陷入局部最优的问题,提出了自适应更新策略的蚁群算法（Adaptive Update-Ant Colony System,AU-ACS）,有效地平衡了种群多样性和算法收敛速度。算法前期通过自适应地改变信息素挥发值,由信息素挥发值动态约束信息素值,从而提高了种群多样性;运行后期奖励当前迭代最优路径的信息素,通过加大最优路径的相对引导作用,从而加快收敛速度;最后加入改进的子路径贡献度,根据阈值因子自适应调整局部最优路径的信息素,达到平衡种群多样性和收敛速度的目的。在与传统蚁群算法在旅行商问题（Travelling Salesman Problem,TSP）中对比表明,改进后算法求解的精度更高、稳定性增强。     

基于信息素初始分配和动态更新的蚁群算法

针对蚁群算法搜索初期收敛速度慢和容易陷入局部最优的问题,对蚁群算法进行改进.在初始化阶段,采用贪心策略构造次优路径并增加该路径上的信息素浓度,实现不同路径上信息素的初始分配,使信息素在搜索初期就能发挥指导性作用,让蚂蚁更快地趋向于最优解的附近;在迭代寻优过程中,引入遗传变异操作,对每次迭代后的最优路径作变异操作,尝试寻...     

多源扩散蚁群遗传算法

传统的遗传算法在处理多模态函数优化问题时,容易出现早熟收敛,并且局部搜索能力不强.根据蚁群信息素扩散和小生境思想,提出了一种多源扩散蚁群遗传算法.该算法采用了多源选取和保留机制,在每一代种群的个体中选出多个源中心点,并把这些点保留至下一代种群;同时每个源中心点都产生和扩散信息素以指导个体寻优.与简单遗传算法,模拟退火遗传算法和小生境遗传算法进行对比实验,数据表明该算法能搜索到更好的全局最优解,收敛速度更快.     

基于改进势场蚁群算法的机器人路径规划

提出一种全局静态环境下移动机器人路径规划的改进势场蚁群算法.该算法采用人工势场法求得的初始路径和机器人与下一个节点之间的距离综合构造启发信息,并引入启发信息递减系数,避免了传统蚁群算法由于启发信息误导所致的局部最优问题;依据零点定理, 提出初始信息素不均衡分配原则,不同的栅格位置赋予不同的初始信息素,降低蚁群搜索的盲目性,提高算法的搜索效率;设定迭代阈值,自适应调节信息素挥发系数,使得该算法具有较高的全局搜索能力,避免出现停滞现象.仿真结果验证了所提出算法的可行性和有效性.     

分组教学蚁群算法改进及其在机器人路径规划中应用

针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优问题,提出一种基于分组教学优化改进蚁群算法。该算法从3个角度对蚁群算法进行改进。首先,利用分组教学优化算法改进蚁群算法适应度函数,提高算法全局求解能力。同时,引进一种新的回退策略,通过该策略处理U型障碍死锁问题,确保算法求解可行性。其次,采用一种新的动态信息素更新策略,滚动更新每轮迭代后路径信息素值,避免算法陷入局部最优。最后,引入路径简化算子,将冗余角简化为直线路径,缩短路径长度。仿真实验证明改进算法能有效提高移动机器人路径规划收敛速度和精度。     

启发式强化学习机制的异构双种群蚁群算法

针对传统蚁群算法在解决TSP问题时易陷入局部最优、收敛速度较慢的问题,提出了一种基于启发式强化学习的异构双种群蚁群算法。蚁群分为主种群和子种群,主种群负责解的构建和信息素的更新,子种群则是在构建解的同时对主种群的解集进行替换。算法初期利用启发式算子自适应地控制两个种群的交流频率,通过偏离度系数控制解的交换方式。前期让子种群的最优解去替换主种群的随机解,增加解的多样性,同时引入强化学习机制对交流后主种群最优路径上的信息素进行自适应的奖赏,以增大最优公共路径以后被选择的概率。后期则控制子种群的最优解去替换主种群的最差解,强化最优路径上信息素的量,并对主种群最优路径上的信息素进行奖赏,进一步提高算法的收敛速度。实验仿真表明,算法能够有效地跳出局部最优,并且解的质量在大规模测试集上有明显的改善。     

动态环境下改进蚁群算法的多Agent路径规划

针对动态环境下的多Agent路径规划问题,提出了一种改进的蚁群算法与烟花算法相结合的动态路径规划方法。通过自适应信息素强度值及信息素缩减因子来加快算法的迭代速度,并利用烟花算法来解决路径规划过程中的死锁问题,避免陷入局部最优。在多Agent动态避碰过程中,根据动态障碍物与多Agent之间的运行轨迹是否相交制定相应的避碰策略,并利用路径转变函数解决多Agent的正面碰撞问题。仿真实验表明,该方法优于经典蚁群算法,能够有效解决多Agent路径规划中的碰撞问题,从而快速找到最优无碰路径。