一个基于最小冲突修补的动态约束满足求解算法

约束满足问题是人工智能中一个重要的研究方向,近年来,对动态变化的约束满足问题的研究逐渐成为该领域的热点.在目前该领域最流行的LC算法基础上,引入禁忌搜索策略,提出了一个基于最小冲突修补的算法Tabu_LC.算法在每次冲突调整时将所有冲突变量看成一个整体,并采用分支定界搜索策略求解冲突变量组成的子问题,极大地提高了求解效率.同时,在约束求解系统"明月1.0"架构下给出了算法的具体实现,并针对大量随机问题进行了对比实验.结果表明,Tabu_LC算法在求解效率和解的质量上都明显优于LC算法.     

一种基于修改的约束满足算法

求解约束满足问题的修改算法从实始的有冲突的完整解出发，不断修改理有的变量赋值，从而得到无冲突的完整解。本文将启发式方法应用了修改型算法，提出了一种高效的基于修改的约束满足算法。     

一种求解混合约束问题的快速完备算法

布尔与数值变量相混合的约束问题有着广泛盼应用，但是当约束中的数值变量间存在非线性关系时该问题求解起来十分困难．目前的许多求解方法都是不完备的，即这些方法不能完全肯定某些包含非线性数值表达式的约束是否能够成立．针对这种问题，提出了数值与区间分析相结合进行数值约束求解的方法．已经实现了一个基于此方法的原型工具．实验结果表明。该方法能够有效、快速、完备地求解非线性混合约束问题．     

基于区间放松的冲突化解策略

针对基于约束网络的参数设计冲突提出一种化解策略．首先量化各约束的满足程度；然后构造出反映约束网络冲突严重程度的指标，并采用遗传算法以该指标为优化目标寻找制约产品设计的“瓶颈”变量；最后利用设计参数区间的可扩展性，以最小的设计区间损失争取最佳的产品指标．该方法已应用于某型铁路货车转向架弹性元件的设计过程。     

基于约束满足的热轧批量计划模型与算法

将热轧批量计划问题作为一个约束满足问题处理，建立不确定计划数的VRPSTw约束满足模型．在求解过程中．先用约束满足的一致性技术过滤变量的值域，收缩搜索空间；然后用变量选择和值选择构造轧制计划的解．为变量赋值之后，实施约束传播，保证每块板坯只被访问一次并动态禁止子回路．在已有的解的基础上，应用基于禁忌的k-opt互换改进解的质量．数据实验证明模型和算法是有效的．     

基于活动约束系统的变量化设计

在变量化设计过程中设计对象可以看作是一个几何约束系统,这个系统由几何元素以及作用于几何元素之间的各种约束关系构成。一个复杂的设计对象所对应的几何约束系统往往包含大量几何元素和约束关系,如果不加区别地把所有的几何元素和约束关系纳入变量化求解的范围,则很难满足交互设计的需要。而另一方面几何约束系统又往往是稀疏系统：（1）作用于任一几何元素的约束很少;（2）与任一约束相关的几何元素很少。基于这一事实给出了一种预处理策略从原始几何约束系统中搜索得到一个规模较小的活动约束系统,变量化求解在活动约束系统上进行。该方法已在自行研制的参数化造型系统GEMS5．0中实现。     

炼钢机器故障下炼钢-连铸调度DCSP建模与算法

针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,以满足不同炉次对时间和机器一致性的不同要求;将机器故障扰动按影响程度分为3个层级,建立了故障扰动与约束满足调度模型间的映射关系。根据炼钢、精炼阶段的机器故障扰动程度,制定不同的求解策略,并为机器指派变量赋值;基于约束传播技术,通过调整开工时间和柔性加工时间分步消解时间约束冲突。仿真实验表明,提出的模型和算法是可行和有效的。     

基于仿真和知识的广义动态约束网络技术

针对并行协同设计中的参数不确定性,将普通的约束网络扩展为广义动态约束网络,以对设计中的不确定性信息进行管理.建立了包含领域级约束和知识级约束的广义动态约束网络模型;提出了基于仿真分析和自适应响应面法的领域级约束建模的有效方法,并提出模糊-粗糙集算法,对仿真结果进行数据挖掘,实现了知识级约束获取;基于模板技术给出了广义动态约束网络中各种约束的统一表示方法;构造了有效的约束冲突求解策略和一致性求解算法,求出一致性设计区间.最后通过设计实例验证了文中方法的有效性.     

约束满足问题求解的符号OBDD桶消元算法

桶消元算法是求解约束满足问题的一种典型推理方法.针对桶消元算法面临的状态空间爆炸问题,将有序二叉决策图( OBDD)技术与该算法结合起来,给出了约束满足问题的一种求解算法.通过对约束满足问题中变量和域值的编码,将CSP问题转化为命题可满足性问题,给出了约束满足问题的OBDD表示方法;基于桶消元的算法思想,在约束满足问题...     

几何约束系统求解策略的研究与实践

基于约束的设计在现代ＣＡＤ系统中占据着越来越重要的地位,几何约束满足技术则是其关键与核心。本文分析并指出了现有的几何约束满足策略中存在的一些问题,提出了求解几何约束满足问题的一种新策略,实现了几何约束系统的最大分解,使得问题得到了最大程度的简化,而且与基准无关,最后以归约树的形式直观地表达出推理结果和求解顺序,实践证明,该方法克服了现有方法功能,效率以及可靠性等方面存在的问题,能很了地运用到实际系     

Relatively quantified constraint satisfaction

The constraint satisfaction problem (CSP) is a convenient framework for modelling search problems; the CSP involves deciding, given a set of constraints on variables, whether or not there is an assignment to the variables satisfying all of the constraints. This paper is concerned with the more general framework of quantified constraint satisfaction, in which variables can be quantified both universally and existentially. We study the relatively quantified constraint satisfaction problem (RQCSP), in which the values for each individual variable can be arbitrarily restricted. We give a complete complexity classification of the cases of the RQCSP where the types of constraints that may appear are specified by a constraint language.     

GC-MCR:有向图约束指导的并发缺陷检测方法

约束求解应用到程序分析的多个领域,在并发程序分析方面也得到了深入的应用.并发程序随着多核处理器的快速发展而得到广泛使用,然而并发缺陷对并发程序的安全性和可靠性造成了严重的影响,因此,针对并发缺陷的检测尤为重要.并发程序线程运行的不确定性导致的线程交织爆炸问题,给并发缺陷的检测带来了一定挑战.已有并发缺陷检测算法通过约减无效线程交织,以降低在并发程序状态空间内的探索开销.比如,最大因果模型算法把并发程序状态空间的探索问题转换成约束求解问题.然而,其在约束构建过程中会产生大量冗余和冲突的约束,大幅度增加了约束求解的时间以及约束求解器的调用次数,降低了并发程序状态空间的探索效率.针对上述问题,提出了一种有向图约束指导的并发缺陷检测方法 GC-MCR (directed graph constraint-guided maximal causalityreduction).该方法旨在通过使用有向图对约束进行过滤和约减,从而提高约束求解速度,并进一步提高并发程序状态空间的探索效率.实验结果表明:GC-MCR方法构建的有向图可以有效优化约束的表达式,从而提高约束求解器的求解速度并减少求解器的调用次...     

A Foundation of Solution Methods for Constraint Hierarchies

Constraint hierarchies provide a framework for soft constraints, and have been applied to areas such as artificial intelligence, logic programming, and user interfaces. In this framework, constraints are associated with hierarchical preferences or priorities called strengths, and may be relaxed if they conflict with stronger constraints. To utilize constraint hierarchies, researchers have designed and implemented various practical constraint satisfaction algorithms. Although existing algorithms can be categorized into several approaches, what kinds of algorithms are possible has been unclear from a more general viewpoint. In this paper, we propose a novel theory called generalized local propagation as a foundation of algorithms for solving constraint hierarchies. This theory formalizes a way to express algorithms as constraint scheduling, and presents theorems that support possible approaches. A benefit of this theory is that it covers algorithms using constraint hierarchy solution criteria known as global comparators, for which only a small number of algorithms have been implemented. With this theory, we provide a new classification of solution criteria based on their difficulties in constraint satisfaction. We also discuss how existing algorithms are related to our theory, which will be helpful in designing new algorithms.     

一种欠约束草图求解方法的研究

基于约束的参数化描述及求解是计算机辅助设计研究的一个热点，欠约束图的求解是参数化设计的基本问题，为了提高欠约束草图求解的参数化设计效率，提出了一种基于隐式约束优先级的欠约束草图求解方法，并首先给出了欠约束图求解的一般方法以及欠约束图的基本特征，提出了利用隐式约束去匹配缺少的显式约束；然后将隐式约束按照一定的规则分成不同的优先级，再利用优先级高的隐式约束去匹配变动约束图中的欠约束，直到完成约束图的有向化；最后，探讨了无尺寸约束图有向化过程中的基本特点，并给出了无尺寸约束图的求解算法和应用实例。实例应用结果表明，效果较好。     

三维装配几何约束组合的分类求解策略

针对两个刚体之间的三维几何约束求解问题,依据几何约束的参数结构 分析了角度约束和距离约束的解耦性,给出了角度约束和距离约束可解耦求解的条件;然后 对两个刚体之间的几何约束进行组合分析,总结出约束度不小于2 的几何约束构成的组合只 有几十种,且均可采用几何推理方法进行求解;最后阐述了附加方向约束、冗余约束和矛盾 约束对数值求解的不利影响,提出了三维几何约束组合的分类求解策略,并用实例验证了该 求解策略的有效性。     

基于有向图的二维约束求解算法研究

针对过约束、几何完全定义状态判定和约束求解效率等问题,提出了基于约束图,利用自由度理论和约束冲突机制,通过反向约束方向平衡约束,进而通过排序进行约束求解的算法。算法采用约束图记录约束和几何的关系;通过约束平衡的方法进行过约束和几何完全定义的判定;采用排序求解方法,将庞大计算问题转化为一组相对简单的计算问题。算法已得到初步应用,对过约束和几何完全定义状态的判定有明显的效果,而且提高了约束求解效率。     

通用几何约束系统统一建模研究

在几何约束和几何实体的基本约束和欧拉参数表达的基础上,研究了通用几何约束系统的统一建模问题。通过对三维几何实体姿态约束和位置约束解耦性的分析,抽象出球实体、盒体和球盒体三种基本几何实体表达空间几何实体,并以基本约束的组合表达几何约束,形成几何约束模型特有的层次结构;并以有向图管理几何约束系统,可以清晰地反映姿态约束和位置约束的解耦性,实现约束系统的细粒度分解,得到规模更小的求解序列,实现高效求解。方法实现于原型系统WhutVAS中。     

约束满足技术在板坯排序中的应用

热轧调度中的板坯排序问题是一类特殊的排序问题,具有约束条件复杂、NP难特点。为了简化问题,将板坯排序问题转化为一个约束满足问题处理。给出板坯排序问题的约束满足模型,设计了基于约束满足和启发式混合求解算法。用3组实际生产数据对算法性能进行验证,说明了算法的有效性。     

Ultraviolet: A Constraint Satisfaction Algorithm for Interactive Graphics

Ultraviolet is a constraint satisfaction algorithm intended for use in interactive graphical applications. It is capable of solving constraints over arbitrary domains using local propagation, and inequality constraints and simultaneous linear equations over the reals. To support this, Ultraviolet is a hybrid algorithm that allows different subsolvers to be used for different parts of the constraint graph, depending on graph topology and kind of constraints. In addition, Ultraviolet and its subsolvers support plan compilation, producing efficient compiled code that can be evaluated repeatedly to resatisfy a given collection of constraints for different input values.