Spark环境下并行萤火虫群优化算法设计与实现

为克服组合优化问题在单机模式下求解存在的时间复杂度和空间复杂度上的缺陷,借助并行计算框架Spark,将萤火虫种群进行划分,各子群并行进行局部最优解的构造并进行结果共享,从而获得全局最优解。通过TSP问题求解进行验证,实验结果证明改进算法具有可行性,并与Hadoop环境下同等实验条件的运行时间进行对比,证明了改进算法运行效率高于Hadoop环境下10倍以上。     

基于蚁群算法的航班网络座位优化研究

座位优化是航空公司增加收益的有效方法,航班网络座位优化是目前主要的研究方向。针对起始地 目的地 舱位票价（ODF）和座位数组合的复杂性,传统的优化模型由于决策变量数多,难以用于实际计算;改进的线性规划方法在一定程度上改善了模型的实用性,但在求解大规模的网络问题时,计算时间长,复杂度高。采用蚁群算法求解网络座位优化问题能克服以上不足。实验结果表明,蚁群算法能快速得到令人满意的解;同时,蚁群算法简化了问题复杂度,思想简单,易于实现。     

改进型蚁群算法求解运输调度问题

运输调度问题是一类复杂的组合优化问题，是近年来物流控制优化中的研究热点。通过对基本蚁群算法中的选择策略和信息素挥发速度的改进，提出了一种新的蚁群算法，克服了基本蚁群算法搜索时间长、易陷入局部最优解等缺陷，将其用于求解一类运输调度问题，实验发现算法有效，并且对于规模越大的问题，相对其它算法有更优的解。     

用改进的模拟退火算法实现对单伺服机分层水平旋转货架存取路…

针对一类组合优化问题，提出并设计了改进的模拟退火算法，首次将其应用于解决自动化仓库中分层水平旋转货架存取货物路径的优化问题。计算机仿真结果表明：改进的模拟退火算法可以在较短时间内计算出十分接近全局最优解的次优解，在解决复杂性高、规模大、变量离散、目标函数不可微的优化问题中，改进的模拟退火算法具有巨大的优越性。     

改进的蚂蚁算法在矩形优化排料中的应用

矩形件优化排料问题是一类具有NP完全难度的组合优化问题.将改进的蚂蚁算法应用到矩形件优化排料问题求解中,优化试验结果表明可获得比基本蚂蚁算法更好的效果,为矩形件优化排料这类NP完全问题提供了新的思路和方法.     

工业无线传感器网络攻击源定位任务分配优化算法

针对工业无线传感器网络中参与攻击源节点定位的任务分配问题,构建和求解多目标优化定位任务分配模型,任务分配模型中设定参考节点组合总能量消耗、距离平均标准偏差目标函数,以及空间约束和剩余能量约束条件;采用循环拥挤排序将非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进后加入基于稀疏度局部搜索的混合优化算法联合求解任务分配模型,将稀疏度最小的解作为稀疏解,再采用极限优化策略在稀疏解周围进行局部搜索使得解拥有更好的分布特性.Matlab仿真结果表明该改进的混合优化算法可以提高算法收敛速度以及降低算法复杂度,在较快的时间内选择出合适的参考节点组合,减少了定位误差,提高了定位精度.     

改进蜂群算法的旅行商问题仿真

为了解决基本蜂群算法求解组合优化问题时收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出了改进的蜂群算法,并应用于求解旅行商问题.新算法中蜜蜂根据收益比值动态转变角色,凸显精英解,加速收敛;针对大规模基准问题,采用改进局部搜索策略,使旅行商问题的复杂度下降一个数量级.不同规模典型基准问题的仿真结果表明,改进蜂群算法与传统优化算法相比在更短时间内有效的降低了误差.     

多优解更新信息素的混合行为蚁群算法

蚁群算法在优化领域,尤其在组合优化问题中获得了较为成功的应用,然而它存在易于早熟收敛、搜索时间长等不足.针对该问题,提出了一种改进算法.该算法一方面在典型的状态转移规则中融合了一种随机选择策略,保证算法始终具有一定的探索能力;另一方面在搜索过程中保持一个优解池,通过交替使用池中最优解和其它次优解更新信息素,达到平衡算法强化搜索和分散搜索的目的.文中讨论了相关参数的选取方法,分析了所提算法的计算复杂度和收敛性,并针对典型的旅行商问题进行了仿真实验,结果表明该算法获得的解质量高于其他已有算法.     

SizeScale:求解旅行商问题(TSP)的新算法

旅行商（TSP）问题是组合优化中最典型的NP－Hard问题之一，目前关于该问题的启发式算法主要分布为两类：环路构造算法和环路改进算法，对于第1类算法，首次提出了在环路构造中成批加入顶点，同时在构造过程对环路进行局部优化的思想，由上得到了一种新的算法：SizeScale-Construct，它的解质量极大地改进了现有的环路构造算法，对于2类算法，在分析局部最优解与全局最优解之间关系的基础上，提出了另一个采用局部最优解的交集作为初始环路的新算法：SizeScale-Improve，实验结果表明该算法在解的质量和求解速度上都较大地改进了现有最好的环路改进算法；另一方面，理论上对于最坏情况和平均情况时间复杂度的分析表明这两个算法是实用的。     

一种有效的决定优胜者问题的近似算法

组合拍卖是多 Agent系统常用的一种协商机制 ,而决定优胜者问题是该机制不可避免的一个 NP问题 .这个问题的近似算法 CASUS,相对于前人的工作 ,它主要在以下方面作了改进 :提出更精确的估算收益上界的启发规则 ;提出对叫价进行两级处理 ,并在分析算法复杂度的基础上 ,限定搜索空间的大小 ,保证多项式时间内有解 ;大大降低了算法的空间复杂度     

基于改进初始解的遗传算法的布局设计方法

带性能约束的三维布局问题属于具有很强应用背景的组合优化问题,进行了基于全局的布局求解方法的探索。由于NP完全问题的计算复杂性,使得遗传算法求解问题的全局最优解时效率较低。改进了遗传算法的初始解,对提高算法的效率进行了研究。并以旋转卫星舱布局的简化模型为背景,建立了多目标优化数学模型。实例结果与传统遗传算法以及乘子法的计算结果比较,表明该算法具有较好的求解效率。     

求解QoS组播路由问题的改进型量子进化算法

QoS组播路由问题是一个非线性的组合优化问题,已证明了该问题是NP完全问题。提出一种将基于量子计算原理的量子进化算法用于此类问题求解的算法,该算法对基本的量子进化算法进行改进,采用进化方程对量子门进行调整,采用量子变异阻止未成熟收敛,使之更适合于QoS组播路由的求解。仿真结果显示,该算法能快速搜索并收敛到全局（近似）最优解,且随着网络规模的增大算法保持了良好的特性,在寻优速度上与解的质量上优于其他进化算法与基本的量子进化算法。     

A genetic model: analysis and application to MAXSAT

In this paper, a genetic model based on the operations of recombination and mutation is studied and applied to combinatorial optimization problems. Results are: 1. The equations of the deterministic dynamics in the thermodynamic limit (infinite populations) are derived and, for a sufficiently small mutation rate, the attractors are characterized; 2. A general approximation algorithm for combinatorial optimization problems is designed. The algorithm is applied to the Max Ek-Sat problem, and the quality of the solution is analyzed. It is proved to be optimal for k > or = 3 with respect to the worst case analysis; for Max E3-Sat the average case performances are experimentally compared with other optimization techniques.     

量子位Bloch坐标的量子人工蜂群优化算法

为了改善人工蜂群(ABC)算法在解决多变量优化问题时存在的收敛速度较慢、容易陷入局部最优的不足,结合量子理论和人工蜂群算法提出一种新的量子优化算法。算法首先采用量子位Bloch坐标对蜂群算法中食物源进行编码,扩展了全局最优解的数量,提高了蜂群算法获得全局最优解的概率;然后用量子旋转门实现搜索过程中的食物源更新。对于量子旋转门的转角关系的确定,提出了一种新的方法。从理论上证明了蜂群算法在Bloch球面每次以等面积搜索时,量子旋转门的两个旋转相位大小近似于反比例关系,避免了固定相位旋转的不均等性,使得搜索呈现规律性。在典型函数优化问题的实验中,所提算法在搜索能力和优化效率两个方面优于普通量子人工蜂群(QABC)算法和单一人工蜂群算法。     

求解GCP问题的ILSBR算法

图着色问题（GCP,Graph Coloring Problem）是经典的NP-Hard组合优化问题之一。长期以来,人们一直在寻求快速、高效的启发式算法,以便在合理的计算时间内解决大规模问题。由于对规模较大的问题,目前的启发式算法尚不能在较短的时间内给出高质量的解,因此提出了一种基于全局最优解和局部最优解关系的ILS算法（ILSBR）。该算法的基本原理是通过对GCP问题的局部最优解和全局最优解之间关系的分析,发现对局部最优解的简单的相交操作能以很高的概率得到全局最优解的部分解。利用这些部分解构造一种新的扰动策略（RLG重着色）,并将其应用到传统的ILS算法中。在DIMACS标准集中,典型实例上的实验结果表明,采用RBILS算法在求解质量不变的情况下,求解速度上与目前的已知算法相比有较大的改进。     

多目标柔性车间调度的二级精选算法

多目标柔性车间调度问题与实际更加符合,是典型的多目标组合优化问题,运用传统算法求解会产生大量的解空间,找到最优解是非常棘手的问题.基于此,提出了二阶优化方法,即基于遗传算法的初级单目标优化和基于多目标决策体系的高级精选优化的组合优化算法.初级优化阶段,采用改进的遗传算法,选用企业最关心的单目标选出一组Pareto解集;...     

A hypercube algorithm for the 0/1 Knapsack problem

Many combinatorial optimization problems are known to be NP-complete. A common point of view is that finding fast algorithms for such problems using polynomial number of processors is unlikely. However, facts of this kind usually are established for “worst” case situations and in practice many instances of NP-complete problems are successfully solved in polynomial time by such traditional combinatorial optimization techniques as dynamic programming and branch-and-bound. New opportunities for effective solution of combinatorial problems emerged with the advent of parallel machines. In this paper we describe an algorithm which generates an optimal solution for the 0/1 integer Knapsack problem on the NCUBE hypercube computer. It is also demonstrated that the same algorithm can be applied for the two-dimensional 0/1 Knapsack problem. Experimental data which support the theoretical claims are provided for large instances of the one- and two-dimensional Knapsack problems.     

基于遗传算法的QoS选播流路由优化算法

选播是一种网络通信服务,在视频流点播等领域发挥重要作用。该文提出QoS选播流路由优化的问题模型,给出选播流路由端到端时延、服务器负载、网络流量等优化目标和QoS约束的遗传算法表达式,说明了算法求解的关键步骤和实现过程。实验结果表明,该算法在满足QoS约束的前提下可以实现选播路由的多目标组合优化。     

基于贪婪策略的0/1背包问题算法研究

对求解0/1背包问题的贪婪策略进行了详细的讨论.在分析价值密度贪婪算法缺陷的基础上,提出了重做贪婪选择的改进算法,并从理论和实验两个方面证明了其求解质量的提高.本文还详细分析了k阶优化算法,并证明了其近似比为k/(k 1),最后编程模拟了该算法的实现过程,并对结果进行了分析.     

一种融合模拟退火和单亲遗传的优化求解算法

度约束最小生成树是一个经典的组合优化NP难题,其在网络设计和优化中有广泛的应用;现有求解方法往往不能很好地兼顾求解效率和求解精度;为了在缩短求解时间的同时,更好地获得最优解,提出了一种结合模拟退火算法和单亲遗传算法的改进求解算法;首先,改进遗传算法中变异因子的生成方式,避免不可行解个体的产生,并且设计自适应变异率,以提高算法的求解效率;其次,针对单亲遗传算法仅有变异操作可能导致最优解个体跳跃的问题,结合模拟退火的思想,来保证解的全局最优性;最后,在具体的度约束最小生成树问题中进行了三组实验,从运行时间和最优解的情况等方面与传统单亲遗传算法进行对比,实验表明该算法在求解效率和获得最优解方面都有较好的改进效果。