求解车辆路径问题的人工蜂群算法

采用人工蜂群算法对车辆路径问题进行求解,给出食物源的自然数编码方法,并采用邻域倒位方法生成候选食物源。应用算法求解了多个车辆路径问题的实例,并将结果与其它一些启发式算法进行了比较和分析。计算结果表明,人工蜂群算法可以有效求解车辆路径问题,同时也为算法求解其它一些组合优化问题提供了有益思路。     

An artificial bee colony algorithm approach for the team orienteering problem with time windows

This study addresses a highly constrained NP-hard problem called the team orienteering problem with time windows (TOPTW), which belongs to a well-known class of vehicle routing problems. This study proposes a relatively new technique called artificial bee colony (ABC) approach to solve the TOPTW. Moreover, considering that the number of studies for discrete optimization with an ABC algorithm is comparatively low, this study presents a new use of the ABC algorithm for a difficult discrete optimization problem. Additionally, this study introduces a new food source acceptance criterion and a new scout bee search behavior, both of which significantly contribute to the solution quality. The results show that the proposed method is effective, efficient, and comparable to other approaches.     

Multiprocessor task scheduling in multistage hybrid flowshops: A hybrid artificial bee colony algorithm with bi-directional planning

In this paper, the problem of scheduling multistage hybrid flowshops with multiprocessor tasks is contemplated. This is a strongly NP-hard problem for which a hybrid artificial bee colony (HABC) algorithm with bi-directional planning is developed to minimize makespan. To validate the effectiveness of the proposed algorithm, computational experiments were tested on two well-known benchmark problem sets. The computational evaluations manifestly support the high performance of the proposed HABC against the best-so-far algorithms applied in the literature for the same benchmark problem sets.     

反向人工蜂群算法求解混合流水车间调度问题

针对以最小化最大完工时间为优化目标的混合流水车间调度问题,提出一种融合反向学习策略的反向人工蜂群算法求解该问题。首先,根据混合流水车间调度问题的特点,建立了对应的数学模型和仿真优化模型;其次,在寻优过程中为了避免陷入局部最优,分别在种群初始化、雇佣蜂和观察蜂三个阶段引入了反向学习策略,采用两点间逆序策略和元素交换策略加快寻优速度,并采用精英保优策略保留最优解;最后,选取2个实例和21个不同规模的benchmark算例进行仿真实验,通过与相关算法的实验结果进行对比分析,验证了所提算法能有效求解此类问题。     

基于混合人工蜂群算法的多目标柔性作业车间调度问题研究

传统的优化算法在求解面对多目标柔性作业车间调度时,往往求解效率低且难以获得最优解。为了求解多目标柔性作业车间调度问题,设计了混合人工蜂群算法。种群的初始化采用了多种方法相结合的策略。在人工蜂群算法的不同阶段采用不同的搜索机制,在雇佣蜂阶段采用开发搜索,针对跟随蜂阶段蜜蜂跟随的对象的优秀解进行小幅度的更新,从而提高了搜索的表现。禁忌搜索与改进的人工蜂群算法相结合,有效的提升了获得最优解的概率。通过相关文献中的标准实例对设计的混合人工蜂群算法进行一系列求解测试,实验的结果有效的说明了算法在求解柔性作业车间调度问题时效果显著。通过求解结果对比表明人工蜂群算法的高效性和优越性。     

基于人工蜂群算法的p-center问题求解算法

平面p-center问题是经典的NP难题,所以寻找高效的近似求解算法是解决实际应用问题时的基本需求。在人工蜂群算法的基础上,通过引入遗传算法的交叉和变异算子,改进局部解的搜索策略与搜索能力,即根据给定概率对当前解做交叉或变异运算,以获得更好的局部解,进而提出BeeGenP启发式求解算法,用于求解平面离散型p-center问题。通过构造测试数据,对所设计的算法进行了有效性验证,实验结果表明,BeeGenP算法与现有的M-ABC算法相比,算法的局部解搜索能力得到了提升,增加了搜索空间的多样性,在相同迭代次数约束下所得到的解的质量更高,而趋近收敛于最优解时的迭代次数则有较大幅度的降低。     

求解不相关并行机混合流水线调度问题的人工蜂群算法

针对不相关并行机混合流水线调度问题的特点,设计了一种基于排列的编码和解码方法,提出了一种有效的人工蜂群算法.在引领蜂和跟随蜂搜索阶段采用3种有效的邻域搜索方法,以丰富搜索行为;在侦察蜂搜索阶段通过随机搜索对种群进行更新,以增强种群多样性.同时,通过试验设计方法对算法的参数设置进行了分析,给出指导性参数组合.通过基于典型实例的数值仿真以及与已有代表性算法的比较,验证了所提算法的有效性和鲁棒性.     

A hybrid artificial bee colony for a nurse rostering problem

The nurse rostering problem (NRP) is a combinatorial optimization problem tackled by assigning a set of shifts to a set of nurses, each has specific skills and work contract, to a predefined rostering period according to a set constraints. The metaheuristics are the most successful methods for tackling this problem. This paper proposes a metaheuristic technique called a hybrid artificial bee colony (HABC) for NRP. In HABC, the process of the employed bee operator is replaced with the hill climbing optimizer (HCO) to empower its exploitation capability and the usage of HCO is controlled by hill climbing rate (HCR) parameter. The performance of the proposed HABC is evaluated using the standard dataset published in the first international nurse rostering competition 2010 (INRC2010). This dataset consists of 69 instances which reflect this problem in many real-world cases that are varied in size and complexity. The experimental results of studying the effect of HCO using different value of HCR show that the HCO has a great impact on the performance of HABC. In addition, a comparative evaluation of HABC is carried out against other eleven methods that worked on INRC2010 dataset. The comparative results show that the proposed algorithm achieved two new best results for two problem instances, 35 best published results out of 69 instances as achieved by other comparative methods, and comparable results in the remaining instances of INRC2010 dataset.     

超启发式人工蜂群算法求解多场景鲁棒分布式置换流水车间调度问题

本文考虑现实中广泛存在的加工时间不确定的分布式置换流水车间调度问题(DPFSP),研究如何建立问题模型和设计求解算法,方可确保算法最终获得的解在多个典型DPFSP场景下,均具有能满足客户期望的较小优化目标值(即makespan值).在问题建模方面,首先,采用场景法构建多个不同典型场景以组成场景集(每个场景对应1个具有不同加工时间的DPFSP),并设定合适的makespan值作为场景阈值,用于在评价问题解时从场景集中动态筛选出“坏”场景子集;其次,在常规优化目标makespan的基础上,结合“坏”场景子集概念提出可实现鲁棒调度的新型优化目标,用于引导算法每代加强对当前“坏”场景子集中每个DPFSP场景对应解空间的搜索;然后,结合所提的新型优化目标,建立基于多场景的鲁棒DPFSP (MSRDPFSP).在算法设计方面,提出一种超启发式人工蜂群算法(HHABC)对MSRDPFSP进行求解. HHABC分为高、低两层结构,其中低层设计6种启发式操作(HO),高层采用人工蜂群算法控制和选择低层HOs来不断生成新的混合启发式算法,从而实现在不同场景对应解空间中的较深入搜索.在不同规模测试问题上的仿...     

多选择背包问题的人工蜂群算法*

多选择背包问题是组合优化中的NP难题之一,采用一种新的智能优化算法——人工蜂群算法进行求解。该算法通过雇佣蜂、跟随蜂和侦察蜂的局部寻优来实现全局最优。基于算法实现的核心思想,用MATLAB编程实现,对参考文献的算例进行仿真测试。与其他算法进行了比较,获得了满意的结果。这说明了算法在解决该问题上的可行性与有效性,拓展了人工蜂群算法的应用领域。     

改进人工蜂群算法求解模糊柔性作业车间调度问题

模糊柔性作业车间调度问题(FFJSP)是柔性作业车间调度问题(FJSP)的拓展,具有很强的现实意义.针对FFJSP,本文提出了一种基于领域搜索的改进人工蜂群算法.该算法以最小化最大模糊完工时间为目标.首先,为了提高初始种群的多样性,引入混沌理论来初始化种群.其次,为了提高算法的局部搜索能力,采用4种邻域结构对蜜源进行邻域搜索.为了进一步优化蜜源和加快种群的收敛速度,采用了一种新颖的交叉操作.并且在解码的过程中采用左移策略,从而很好地利用机器的空闲时间.最后,选取了3组通用数据集来测试算法的性能,并与代表性算法进行比较.结果表明,对于大部分实例,本文所提出的的算法的结果要优于与之对比的算法.     

A hybrid column generation approach for an industrial waste collection routing problem

This paper presents a practical roll-on/roll-off routing (ROROR) problem arising in the collection of industrial waste. Skip containers, which are used for the waste collection, need to be distributed between, and collected from, a set of customers. Full containers must be driven to dump sites, while empty containers must be returned to the depot to await further assignments. Unlike, the traditional ROROR problem, where vehicles may transport one skip container at a time regardless of whether it is full or not, we consider cases in which a vehicle can transport up to eight containers, at most two of which can be full. We propose a generalized set partitioning formulation of the problem and describe a hybrid column generation procedure to solve it. A fast Tabu Search heuristic is used to generate new columns. The proposed methodology is tested on nine data sets, four of which are actual, real-world problem instances. Results indicate that the hybrid column generation outperforms a purely heuristic approach in terms of both running time and solution quality. High quality solutions to problems containing up to 100 orders can be solved in approximately 15 min.     

求解指路标志指引路径规划问题的改进人工蜂群算法*

摘要:针对指路标志指引路径规划问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法的求解方法。首先,基于路网拓扑表达,对指路标志指引路径规划问题进行论述;其次,考虑指路标志指引路径规划问题的离散型特点,设计了人工蜂群算法求解的具体的方法和步骤;为了提高人工蜂群算法求解指路标志指引路径规划问题的收敛速度和寻优性能,引入遗传交叉因子、精英保留策略和动态侦查蜂机制对传统人工蜂群算法进行改进;最后,选取广州市大学城作为试验区域,将改进的人工蜂群算法用于求解指路标志指引路径规划问题,试验结果表明：改进后的算法有效的解决了传统人工蜂群算法在求解指路标志指引路径规划问题时收敛速度慢、易早熟等的缺陷,更具可行性。     

求解非线性方程的混合人工蜂群算法

结合牛顿法和人工蜂群算法的优点,提出了一种混合人工蜂群算法（HABC）,用于求解非线性方程,以克服牛顿法对初始值敏感和人工蜂群算法容易陷入局部极值、收敛速度慢的缺陷。实验仿真结果表明,混合人工蜂群算法能以满意的精度求出对未知数具有敏感性的非线性方程的解,具有较快的收敛速度和较高的搜索精度。     

具有角色转换的自适应人工蜂群算法

提出一种具有引领蜂与跟随蜂动态协调机制的改进人工蜂群算法（DHABC）。根据优化函数的寻优状态,设计了引领蜂与跟随蜂动态角色转换机制,以更好地适应全局和局部搜索;为使算法能够更好地进行局部兼顾更大范围搜索,设计了引领蜂与跟随蜂间位置信息的共享方式;为提高算法的求解速度,设计了跟随蜂进化代数起始值的计算方法;通过仿真和比较实验,改进算法较其他ABC改进算法及其他智能优化算法既参数少,便于应用,又求解精度较高。     

基于新型人工蜂群算法的分布式不相关并行机调度

针对考虑预防性维修的分布式不相关并行机调度问题,提出了一种新型人工蜂群算法(ABC)以最小化最大完成时间.为了获得高质量的计算结果,该算法将整个种群划分为1个引领蜂群和3个跟随蜂群,跟随蜂有自己的蜜源且采用新方式跟随引领蜂, 4种蜂群运用彼此各异的搜索策略产生新解以增强种群多样性,提出一种新策略处理侦查蜂的搜索,并利用优化数据更新整个种群.通过大量仿真实验验证了新型ABC在求解所研究问题方面的有效性和优势.     

基于分布估计蜂群算法的多用户检测器

为了提高二进制人工蜂群算法的全局探索能力,提出一种基于分布估计算法的二进制人工蜂群算法,并应用到最优多用户检测技术中,设计出基于分布估计二进制人工蜂群算法的多用户检测方案。该方案采用直接针对离散域的多维邻域搜索策略,加快了收敛速度,避免了连续域到离散域的转换,同时利用分布估计算法获得的全局统计信息产生候选解,提高了算法性能。仿真结果表明,与传统检测器相比,所设计检测器的收敛速度明显加快,误码率性能和抗远近效应能力显著提高。     

混合蚁群蜂群算法在旅行Agent问题中的应用

针对蚁群算法在解决旅行Agent问题（TAP）时存在搜索时间长和易陷入局部最优的缺点,提出一种将蜂群和蚁群算法相结合的新型算法。通过修改状态转移概率和信息素更新规则使算法更符合TAP问题的特征,引入跟随蜂思想使蚂蚁尽快搜索到问题最优解,加入阻塞度因子以避免算法陷入局部最优。仿真结果表明,该算法在解决旅行Agent问题时有效避免了蚁群算法的上述缺点,且在解的性能上优于相关算法。     

具有自适应趋向性和引导因子的人工蜂群算法

针对人工蜂群算法中存在的收敛速度慢、寻优精度低的问题,提出了一种改进的人工蜂群算法。该算法将自适应趋向性加入雇佣蜂的搜索方案中,同时在观察蜂的搜索方案中加入引导因子。通过雇佣蜂对优秀蜜源的动态趋向搜索以及观察蜂在引导因子引领下的协同搜索,显著提高了算法的局部搜索能力。基于八个标准测试函数的仿真结果表明,与基本人工蜂群算法相比,改进后的算法在寻优精度和收敛速度方面均有明显提升。