改进果蝇算法求解混合流水车间调度问题

针对混合流水车间调度问题(HFSP),本文提出了一种新的基于果蝇算法和变邻域搜索的混合优化方法.首先,将关键块内的工序与同阶段其他机器上的工序进行交换,提出了一种基于关键路径的HFSP新邻域结构.其次,针对HFSP的阶段式解码特性,提出了一种邻域解的快速评估方法,并验证了快速评估方法的高效性.然后,基于提出的新邻域结构,并将N7和K-insertion邻域结构引入HFSP,设计了基于上述3种邻域结构的变邻域搜索方法,以此为基础提出了一种针对HFSP的混合优化方法.最后,通过对Carlier和Liao等经典测试集进行测试,验证了所提新邻域结构的可行性和有效性,并将该方法与其他文献的方法进行了对比,验证了所提方法的优越性.     

求解置换流水线调度问题的混合离散果蝇算法

针对置换流水线调度问题,提出了一种新颖的混合离散果蝇算法.算法每一代进化包括4个搜索阶段:嗅觉搜索、视觉搜索、协作进化和退火过程.在嗅觉搜索阶段,采用插入方式生成邻域解;在视觉搜索阶段,选择最优邻域解更新个体;在协作进化阶段,基于果蝇个体间的差分信息产生引导个体;在退火操作阶段,以一定概率接受最优引导个体从而更新种群.同时,通过试验设计方法对算法参数设置进行了分析,并确定了合适的参数组合.最后,通过基于标准测试集的仿真结果和算法比较验证了所提算法的有效性和鲁棒性.     

一种新的FMS优化调度算法

提出一种将遗传算法和启发式算法相结合的新的混合算法,以解决ＦＭＳ中的优化调度问题。该混合算法克服了以往遗传算法在ＦＭＳ中应用的不足之处,并具有搜索效率高且稳定的特点。最后以实例验证了该算法的高效性和稳定性。     

基于Hadoop的车辆调度算法优化及应用

随着互联网技术的快速发展,各行各业所产生的信息数据也在以指数级的速度增长.传统的车辆调度算法已经不能够很好地解决车辆调度问题中出现的实时性,大规模等问题.因此,本文构建了一种基于Hadoop的动态车辆调度并行智能优化算法.该算法以传统遗传算法为基础,通过改善遗传算法全局优化能力弱和收敛于局部次优解的问题,并利用Hadoop平台的并行计算机制对传统遗传算法进行改进,使其能够有效应对大规模、快速响应的车辆调度.数值计算结果表明：基于Hadoop的车辆调度算法能够有效提升传统调度算法的优化性能,在处理大规模车辆调度问题时具有良好的加速比.     

基于混合果蝇-遗传算法求解柔性作业车间调度问题

根据柔性作业车间调度问题的特点,针对不同生产效率的并行设备,以完工时间最小化为目标建立优化模型,提出了混合果蝇优化算法和遗传算法的两阶段组合算法(FOA-GA). 在嗅觉阶段,通过局部路径搜索技术进行生产路径寻优;在视觉阶段,结合遗传算法的交叉和竞争机制,进行个体间的信息交换,利用寻优变异算子和常规变异算子进行两部分变异,再引入自适应动态转移算子进行调整以加快收敛速度. 在生产实例中,将FOA-GA算法与果蝇优化算法和遗传算法的结果进行比较,证明了其可行性和有效性.     

基于混合优化算法的云计算资源调度

由于云计算的动态性、异构性和不可预测性等特点,使得资源调度策略面临很大的挑战。目前解决资源调度的方法主要是一些启发式算法,如模拟退火算法、人工神经网络算法、粒子群算法、蚁群算法和遗传算法等,由于优缺点分明,不能单独实现云计算任务的最优分配。因此,提出了使用混合优化算法解决云计算资源分配问题。在算法前期,借助粒子群全局广泛搜索能力,快速寻找到较优解;在算法后期,借助蚁群算法的正反馈性和高效性,寻找最优解。实验表明该算法有较短的任务执行时间和实现各个物理主机间的负载均衡。     

基于多目标优化的机场行李运输车辆调度问题研究

行李装卸是指将旅客的托运行李装上飞机或从飞机上卸载下来的一种机场地面保障服务,行李运输车是民航使用的在机场地面运输旅客托运行李的特种车辆。目前机场普遍采用的单车服务单航班的车辆调度方式,车辆的使用成本高、效率较低,且无法保证任务量的均衡。在建立的机场行李运输车辆调度模型的基础上,首先利用最邻近算法构建由一个出港航班和一个到港航班组成的车辆行驶总路程最短的子路径集合;然后依据子路径间的时间衔接关系对子路经进行优化组合,将所有子路径任务合理分配给行李运输车,实现所需车辆数最少和车辆任务量均衡的目标;最后,应用机场实际算例进行仿真试验,通过对试验结果的分析,验证了所建模型及求解算法的合理性和有效性。     

求解区间数分布式流水线调度的混合离散果蝇优化算法

分布式调度是制造系统领域的前沿研究,而不确定调度问题的研究更具现实意义.针对不确定分布式置换流水线调度问题,采用区间数表示工序加工时间,以最小化区间最大完工时间为目标,利用问题特性在果蝇优化框架内提出一种混合离散果蝇优化算法.首先,通过改进启发式方法和随机方法混合初始化种群;然后,基于概率协同多搜索操作执行嗅觉搜索.为了平衡算法的全局探索与局部开发能力,设计基于学习机制的双种群协同搜索环节.为了进一步提升种群性能,针对优良解设计基于切换机制的双模式局部搜索.基于大量算例的仿真结果与统计对比,表明所提出算法能更有效求解区间数分布式流水线调度问题.     

具有Levy飞行特征的双子群果蝇优化算法

针对果蝇优化算法(FOA)易陷入局部最优和收敛精度不高等缺点,在果蝇算法中引入Levy飞行策略,提出了具有Levy飞行特征的双子群果蝇优化算法(LFOA).在迭代寻优过程中,根据果蝇种群的进化程度动态地将果蝇种群划分为以当代最差个体为中心的较差子群和以当代最优个体为中心的较优子群;较差子群在最优个体指导下进行全局搜索,较优子群则围绕最优个体做Levy飞行进行局部搜索,这样既平衡了种群的全局和局部搜索能力,同时又可以利用Levy飞行偶尔的长跳跃来跳出局部最优;两个子群的信息通过最优个体的改变和子群的重组进行交换.对6个典型测试函数的仿真实验表明,LFOA具有全局收敛的能力,相比FOA具有更好的收敛精度、收敛速度和收敛可靠性.     

求解作业车间调度问题的混合帝国主义竞争算法

针对最小化最大完工时间的作业车间调度问题（JSP）,提出一种结合帝国主义竞争算法（ICA）和禁忌搜索（TS）算法的混合算法。混合算法以帝国主义竞争算法为基础,在同化操作中融入遗传算法中的杂交算子和变异算子,使算法全局搜索能力更强。为了克服帝国主义竞争算法局部搜索能力弱的缺点,引入禁忌搜索算法进一步优化同化操作后的后代。禁忌搜索算法采用混合邻域结构和新型选择策略,使得算法能够更有效地搜索邻域解。混合算法兼具全局搜索能力和局部搜索能力,通过对13个经典的Benchmark调度问题进行仿真测试,并与近年4种新型混合算法进行对比分析,实验结果表明了所提算法求解Job Shop调度问题的有效性和稳定性。     

基于果蝇优化算法的小波域数字水印算法

为了平衡水印的透明性和鲁棒性,提出了基于果蝇优化算法(FOA)的小波域数字水印算法。该算法利用果蝇优化算法将离散小波变换(DWT)应用到水印技术中,通过群体智能算法解决水印的透明性和鲁棒性之间的矛盾。为了保护数字图像的版权信息,将所选择的原始图像通过二维离散小波变换分解,然后将经过Arnold变换后的水印图像较优地嵌入到小波的垂直子带系数中,这样可以保证图像的质量。在优化过程中,缩放因子是通过FOA不断地被训练和更新的。此外,还提出一个新的算法框架,通过DWT域预测可行性来评估参数。实验结果表明,所提算法具有较高的透明性和鲁棒性,水印相似度在0.95以上,与现有的一些基于群智能算法的水印方法相比,在对抗旋转和剪切等几何攻击提高了10%。     

基于模拟退火的果蝇优化算法

针对果蝇算法（FOA）寻优精度不高且易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于模拟退火思想的果蝇优化算法（SA-FOA）。所提算法对解的接收机制和寻优步长进行了改进：以广义的Gibbs分布产生的概率为接收概率,解的接收满足Metropolis准则;参考非均匀变异的思想,使步长随迭代次数的增加逐渐减小。通过对几种典型测试函数的仿真表明,改进算法具有较强的全局搜索能力,同时寻优精度和收敛速度比果蝇算法也有较大的提高。因此,可以用改进算法对神经网络和服务调度问题的参数进行优化。     

基于适应性动态步长的变异果蝇优化算法

针对基本果蝇优化算法（FOA）容易陷入局部最优值、后期收敛速度变慢和收敛精度较低的缺点,提出了一种基于适应性动态步长的变异果蝇优化算法（MFOAADS）。首先,利用佳点集法选取种群初始位置,降低算法初始点选取的随机性和陷入局部最优值的概率;然后,采用适应性动态步长优化策略,提高收敛速度和求解精度;最后,若算法陷入了早熟,则对种群最优个体按一定概率执行柯西变异扰动,赋予其跳出局部最优的能力。经5个经典函数测试表明,固定迭代次数时MFOAADS的收敛精度与收敛速度明显优于FOA;固定目标精度时,MFOAADS相对于FOA平均迭代次数有着大幅下降且成功率达97%以上。实验结果表明,所提算法求解精度、运行效率以及可靠性相对于基本FOA算法都有着显著提高。     

改进步长与策略的果蝇优化算法

针对基本果蝇优化算法（FOA）容易陷入局部最优、收敛速度慢和寻优精度不高的缺点,提出了改进步长与策略的果蝇优化算法（CSSFOA）。在一定范围内随机选取历史最优值作为步长变化依据,动态改变果蝇群体的搜寻半径,有效权衡了算法的全局与局部搜索能力;为了避免陷入局部最优,在果蝇群体趋于稳定时选取一定数量的果蝇个体执行变异操作。仿真实验结果表明,提出的改进算法在收敛速度和寻优精度上较基本FOA及其几种改进算法有更好的寻优性能。     

基于多区域采样策略的混合粒子群优化求解多目标柔性作业车间调度问题

柔性作业车间调度问题(FJSP)是一类应用广泛的组合优化问题.针对多目标FJSP求解过程复杂、算法易陷入局部最优的问题,提出了一种基于多区域采样策略的混合粒子群优化算法(HPSO-MRS),以同时优化最大完工时间和总机器延迟时间这两个目标.多区域采样策略能够区分粒子所在Pareto前沿面的位置,根据不同区域进行采样重组...     

Fruit fly optimization algorithm based on a hybrid adaptive-cooperative learning and its application in multilevel image thresholding

Multilevel thresholding is widely exploited in image processing, however, most of the techniques are time-consuming. In this paper, we present a novel approach, multilevel thresholding with fruit fly optimization algorithm (FOA). As yet, FOA has not been applied to resolve the complex image processing problems. Nevertheless, the merits of FOA were validated in former research, which include few parameters, simple structure, easy to understand and implement. Here, we introduce it into the study of multi-threshold image processing area. Moreover, we incorporate a hybrid adaptive-cooperative learning strategy with the proposed method called HACLFOA. The fruit fly population is divided into two sub-populations and both of them have a different iteration step range. In addition, each dimension of the solution vector will be optimized during one search, and we also make the best of the temporary global optimum information. The results of computational experiments on 24 benchmark functions demonstrate that the proposed algorithm has superior global convergence ability against other algorithms. Most significantly, extensive results show that the proposed algorithm is time-saving in multilevel image thresholding, and that it has great potential in the image processing field.     

一种用于PID控制参数优化的混合果蝇算法

针对果蝇优化算法（ FOA）收敛速度快但寻优精度低的缺点,为了改善果蝇算法的优化性能,提出一种混合果蝇优化算法（ HFOA）。HFOA采用分段优化的思想,在优化过程后期采用收敛稳定性较好的粒子群优化（ PSO）算法优化果蝇算法中果蝇个体飞行距离和味道浓度的判定值,采用误差性能指标积分准则ITAE作为适应度函数,并将优化方案应用于一类不稳定系统的PID控制。Matlab仿真验证表明：HFOA计算高效,具有良好的稳定性,收敛精度高,进而验证了HFOA应用于PID控制参数优化是可行而有效的。     

求解置换流水车间调度问题的混合鸟群算法

针对置换流水车间调度问题（PFSP）,提出了一种混合鸟群算法（HBSA）以更加有效地最小化最大完工时间。首先,为了改善初始种群的质量和多样性,结合一种基于NEH（Nawaz-Enscore-Ham）的启发式算法和混沌映射提出了一种新的种群初始化方法;其次,为了使算法能够处理离散的调度问题,采用最大排序值（LRV）规则将连续的位置值转换为离散的工件排序;最后,为了强化算法对解空间的探索能力,借鉴变邻域搜索（VNS）和迭代贪婪（IG）算法的思想针对个体最佳工件排序和种群最佳工件排序分别提出了局部搜索方法。针对广泛使用的Rec标准测试集进行了仿真测试,并与目前有效的元启发式算法——刘等提出的混合差分进化算法（L-HDE）、混合共生生物搜索算法（HSOS）、离散狼群算法（DWPA）、多班级教学优化算法（MCTLBO）相比较,结果表明,HBSA取得的最佳相对误差（BRE）、平均相对误差（ARE）的平均值比上述四种算法至少下降了73.3%、76.8%,从而证明HBSA具有更强的寻优能力和更好的稳定性。尤其是针对测试算例Rec25和Rec27,仅HBSA的求解结果达到了目前已知最优解,进一步证明了其优越性。