一种求解圆形Packing问题的模拟退火算法?

为求解矩形区域内的圆形Packing问题,提出一种启发式模拟退火算法。寻求多个圆在一个矩形区域内的优良布局,使这些圆两两互不嵌入地放置。算法从任一初始构形出发,采用模拟退火(SA)算法进行全局寻优,在SA执行过程中,应用基于自适应步长的梯度法进行局部搜索,同时介绍一些启发式策略。对2组共20个算例进行实算测试,计算结果证明了该算法的有效性。     

基于动作空间求解二维矩形Packing 问题的高效算法

对于二维矩形Packing这一典型的NP难度问题,在黄文奇等人提出的拟人型穴度算法的基础上,通过定义动作空间来简化对不同放入动作的评价,使穴度的计算时间明显缩短,从而使算法能够快速地得到空间利用率较高的布局图案.实验测试了Hopper和Turton提出的21个著名的二维矩形Packing问题的实例.改进的算法对其中的每一个实例都得到了空间利用率为100％的最优布局,且在普通PC机上的平均计算时间未超过7分钟.实验结果表明,基于动作空间对拟人型穴度算法所进行的改进是明显而有效的.     

基于动作空间求解二维矩形Packing问题的高效算法?

对于二维矩形Packing这一典型的NP难度问题,在黄文奇等人提出的拟人型穴度算法的基础上,通过定义动作空间来简化对不同放入动作的评价,使穴度的计算时间明显缩短,从而使算法能够快速地得到空间利用率较高的布局图案。实验测试了Hopper和Turton提出的21个著名的二维矩形Packing问题的实例。改进的算法对其中的每一个实例都得到了空间利用率为100%的最优布局,且在普通PC机上的平均计算时间未超过7分钟。实验结果表明,基于动作空间对拟人型穴度算法所进行的改进是明显而有效的。     

带静不平衡约束的正交矩形布局问题的启发式模拟退火算法*

以卫星舱布局为背景,研究一类带静不平衡约束的正交矩形布局问题.借鉴拟物策略,定义矩形与矩形、矩形与圆形容器之间的嵌入度计算公式,将该问题转变为无约束的优化问题.通过将启发式格局更新策略、基于梯度法的局部搜索机制与具有全局优化功能的模拟退火算法相结合,提出一种求解带静不平衡约束的正交矩形布局问题的启发式模拟退火算法.算法中的启发式格局更新策略产生新格局和跳坑,梯度法搜索新格局附近能量更低的格局.另外,在布局优化过程中,通过在挤压弹性势能的基础上增加静不平衡量惩罚项,并采用质心平移的方法,使布局系统的静不平衡量达到约束要求.实验表明,文中算法是一种解决带静不平衡约束的正交矩形布局问题的有效算法.     

求解矩形Packing问题的砌墙式启发式算法

为求解正交矩形Packing问题提出了一个新颖而有效的砌墙式启发式算法.该算法主要基于砌墙式启发式策略,其思想主要来源于砖匠在砌墙过程中所积累的经验:基于基准砖的砌墙规则.对国际上公认的大量的Bench-mark问题例的计算结果表明,该算法的计算速度不仅比著名的现代启发式算法快,而且获得更优的高度.     

基于穴度的三维时空优化问题的贪心调度算法

研究了基于二维矩形Packing的三维时空优化问题,即对给定的一个任意宽、高的大矩形框和有限个有连续加工时间要求的任意宽、高的小矩形块,如何安排每个小矩形块的入框时刻及其出框前每一时刻的位置和方向,使得所有小矩形块的总加工时间即总调度长度makespan最短。与经典布局问题的不同之处在于,各矩形块在框内可随时间的绵延而改变其位置和方向,从而能更充分地利用矩形框的空间。基于实角与实占角动作的定义,设计了求解其子问题二维矩形Packing问题的增强穴度算法。然后,每步迭代优先考虑剩余加工时间长的矩形块,提出了求解此问题的贪心穴度调度算法(caving-degree based greedy scheduling algorithm,CGSA)。作为比较,同时设计了矩形块在框内不可随时间移动的将时间简单类比为空间的对应Packing问题的调度算法CGSA′。对于实验中提出的满足非闸断模式的4个小型算例,它们在原问题上的最优调度长度为2,但若将时间简单地类比为空间,即矩形块放入框内后不可随时间移动其方位,则其最优调度长度为3。实验表明,算法CGSA在这4个非闸断算例上均得到了最优调度。进一步地研究出满足闸断模式的21组共210个自动生成算例,通过实验验证了算法CGSA的最优解的数目明显多于CGSA′,且CGSA的平均调度长度明显短于CGSA′。     

基于禁忌搜索的启发式算法求解球体Packing问题*

为求解具有NP难度的球体Packing问题,通过将禁忌搜索方法与基于自适应步长的梯度下降法和二分法相结合,提出了一个启发式算法。对50个等球算例进行了实例测试,算法改进了其中44个算例的目前最优结果。大量的实例计算结果表明,该启发式算法是求解球体Packing问题的一个有效算法。     

求解平衡约束圆形Packing问题的快速启发式并行蚁群算法

带平衡约束圆形Packing问题属于NP-hard问题,求解困难.提出一种求解该问题的快速启发式并行蚁群算法.首先提出一种启发式方法:在轮盘赌选择定序的概率公式中增加质量因子和外围逆时针排列定位待布圆,并用它构造出多样性种群个体(相交圆数不超过3的布局方案).然后将蚁群优化与并行搜索相结合,使种群个体快速收敛到最优解或迭代出存在少量干涉的近似最优解(1～3个相交圆).若为后者,则基于物理模型用最速下降法将其快速调整成最优解.所采用的启发式方法、并行蚁群搜索机制和快速调整策略有机结合提高了算法的搜索精度和效率.数值实验表明该算法在性能指标上优于已存在的算法.     

正三角形容器内等圆Packing问题的启发式算法

等圆Packing问题研究如何将n个单位半径的圆形物体互不嵌入地置入一个边长尽量小的正三角形容器内,作为一类经典的NP难度问题,其有着重要的理论价值和广泛的应用背景.模拟退火算法是一种随机的全局寻优算法,通过将启发式格局更新策略与基于梯度法的局部搜索策略融入模拟退火算法,并与二分搜索相结合,提出一种求解正三角形容器内等圆Packing问题的启发式算法.该算法将启发式格局更新策略用来产生新格局和跳坑,用梯度法搜索新产生格局附近能量更低的格局,并用二分搜索得到正三角形容器的最小边长.对41个算例进行测试的实验结果表明,文中算法改进了其中38个实例的目前最优结果,是求解正三角形容器内等圆Packing问题的一种有效算法.     

基于欧氏距离的矩形Packing问题的确定性启发式求解算法

使用拟人的策略,提出了基于欧氏距离的占角最大穴度优先的放置方法,为矩形Packing问题的快速求解提供了一种高效的启发式算法.算法的高效性通过应用于标准电路MCNC和GSRC得到了验证.