粒子群优化算法在0／1背包问题的应用

对于背包问题现有许多不同的求解方法。文中给出基于PSO的背包问题的一种新的求解方法。首先将背包问题对应到PSO算法中位置和速度的表示,建立了解决资源分配问题的随机粒子群算法,同时利用建立的算法与遗传算法比较,可见PSO得到了满意的计算结果。     

基于离散微粒群算法求解背包问题研究

微粒群算法(PSO)是一种新的演化算法,主要用于求解数值优化问题.基于离散微粒群算法(DPSO)分别与处理约束问题的罚函数法和贪心变换方法相结合,提出了求解背包问题的两个算法:基于罚函数策略的离散微粒群算法(PFDPSO)和基于贪心变换策略的离散微粒群算法(GDPSO).通过将这两个算法与文献[7]中的混合微粒群算法(Hybrid_PSO)进行数值计算比较发现:对于求解大规模的背包问题,GDPSO非常优秀,其求解能力优于Hybrid_PSO和PFDPSO,是求解背包问题的一种非常有效的方法.     

一种具有双重进化空间的扩展粒子群优化算法

为了使粒子群优化(PSO)适于求解更多类问题,提出一种由动力空间和制导空间共同进化的改进粒子群优化算法-具有双重进化空间的扩展粒子群优化算法(简记EPSO).在EPSO中,在演化转换映射的作用下,首先将动力空间中对粒子辅助位置的进化转换为制导空间中对主导位置的进化,然后基于对主导位置的择优选择操作实现算法的进化过程.EPSO克服了PSO仅适于求解连续域最优化问题的缺陷,也非常适于求解离散组合优化问题.对于随机3-SAT问题、背包问题和TSP问题,通过与PSO、ACO和GA等算法的计算对比表明:EPSO是一种继承了PSO优点的高效、扩展演化算法.     

解0-1背包问题的二进制差异演化算法

针对传统差异演化算法(DE)无法求解采用二进制编码问题的缺点,通过采用新的变异方法,提出了一种用于求解0-1背包问题的二进制差异演化算法,阐明了该算法求解背包问题的具体实现过程.通过多个0-1背包问题的仿真试验,表明了该算法在求解0-1背包问题时不仅能达到最优解,而且收敛速度快,同时也验证了算法在解决二进制编码问题上的可行性和有效性.     

PSO算法在含一阶导数变分问题中的应用

变分问题是一个研究泛函极值的经典数学问题,寻求变分问题的直接解法具有重要的理论和现实意义.鉴于PSO算法在极值问题中的广泛应用,利用分段Hermite插值.建立了求解含一阶导数的变分问题优化模型,构造出了适应度函数,从而使得PSO算法成功应用到变分问题的求解当中.数值实验结果表明了方法的可行性,同时也拓展了PSO算法的应用领域.     

求解广义背包问题的贪心DS_BPSO算法

首先针对演化算法求解背包问题定义了贪心变换的概念,并给出了该变换的一种有效实现算法;然后将此算法与文献[5]中提出的具有双重结构编码的二进制粒子群优化算法(DS_BPSO)相结合,提出了一种解决广义背包问题GKP(General Knapsack Problem)的快速算法:基于贪心变换的DS_BPSO算法(GDS_BPSO).利用该算法求解文献[3,6]中的著名背包实例,给出了该背包实例的目前最好结果.此外,对于随机生成的大规模背包实例,通过与文献[3]中的HGA算法对比计算表明:GDS_BPSO算法是求解广义背包问题的一种高效方法.     

求解背包问题的演化算法

背包问题(Knapsack Problem, KP)是一类著名的组合优化问题,也是一类NP难问题,它包括0-1背包问题、有界背包问题、多维背包问题、多背包问题、多选择背包问题、二次背包问题、动态背包问题和折扣背包问题等多种形式,在众多领域有着广泛的应用.演化算法(EAs)是一类有效的快速近似求解KP的算法.本文对近十余年来利用EAs求解KP的研究情况进行一个较为详细的总结,它一方面讨论了利用EAs求解各种KP问题时个体的编码方法与处理不可行解的有效方法,另一方面为今后进一步利用最新提出的EAs求解KP问题提供一个可借鉴的思路.     

求解柔性作业车间调度的混合PSO算法与实现

研究车间作业调度优化过程,针对资源的合理分配排序,采用PSO算法求解柔性作业车间调度问题,根据PSO算法存在易陷入局部极值和早熟的缺陷,引入遗传算法中的交叉算子和变异算子,构造求解柔性作业车间调度问题的混合PSO算法,能够较好地克服上述缺陷.采用面向对象的程序设计语言,设计并编码实现了混合PSO算法求解柔性作业车间调度问题的仿真软件.使用软件进行仿真,实验结果表明在求解柔性作业车间调度问题中,混合PSO算法的全局寻优和克服早熟能力均优于基本PSO算法,证明混合PSO算法求解柔性作业车间调度问题的有效性.     

求解0-1背包问题的烟花算法

为了克服现有方法在求解0-1背包问题时存在的缺陷,提出了一种改进的烟花算法.在给出0-1背包问题的数学模型后,利用Kent混沌映射对基本烟花算法的解初始化以使初始位置分布更加均匀,同时引入Sigmoid函数得到渐变的爆炸半径使得算法的求解精度与搜索速度达到某种平衡,用改进的烟花算法来对其进行求解.通过对典型测试函数和0-1背包问题的求解结果说明了所提出的改进烟花算法求解精度更高,性能更加稳定.     

基于动态状态树的回溯算法

介绍了背包问题及0-1背包问题,阐述了回溯算法(算法设计的基本方法之一)和状态空间的概念,提出一个基于动态状态空间树的回溯算法.以0-1背包问题为例,说明动态树方法对求解线性规划问题等是非常有用的,且该算法所用时间少于静态状态空间树方法,有助于扩大回溯算法的应用.