基于二维可变邻域编码方式的混合遗传算法

针对现有混合遗传算法无法兼顾有效性及高效性的问题,提出一种基于二维可变邻域编码方式的新型混合遗传算法(VNHGA)。首先提出了一种将个体“基因型”与“邻域型”分开编码、同步遗传的新型编码方式,以替换传统二进制编码方式;然后设计了一种稳定变异算子,以替换传统变异算子来提高效率。通过多维函数最小值问题对VNHGA进行测试:首先验证采用所提二维可变邻域编码方式后,使用“鲍德温(Baldwin)效应”作为将局部搜索嵌入传统遗传算法策略时,相对于基于“拉马克(Lamarckian)进化”的嵌入策略,仍然具有采用传统二进制编码方式时的特性,即具有良好有效性但高效性不足;其次验证引入稳定变异算子后,算法在保持其有效性的同时提升了效率,运行时间缩短到之前的50%左右;最后,与两种改进混合遗传算法进行比较,验证所提算法优势。结果表明VNHGA兼具有效性与高效性特点,可用于解决最优化问题。     

基于遗传算法的多数据源连接查询优化方法

主要从查询处理自适应性方面进行研究,在已经存在的适应性查询处理技术基础之上,将自适应性与遗传算法相结合,提出一种基于遗传算法的多数据源连接查询优化问题的方法以及与此相适应的交叉变异概率、编码方法、交叉算子和变异算子,并对算法的性能进行了分析。     

多项目资源均衡优化的免疫遗传算法研究

针对多项目管理“工期固定-资源均衡”问题特点,设计免疫遗传算法对该类问题的求解。免疫遗传算法是模仿生物免疫系统的一种启发式算法,其在免疫算子中加入遗传算子,改进了遗传算法收敛方向无法控制易早熟的缺陷,使算法具有更好的全局搜索能力和记忆功能。最后,结合算例对算法进行验证和分析。     

带时间窗的多车场车辆路径优化的粒子群算法

带时间窗的多车场车辆路径问题在基本车辆路径问题的基础上增加了“多车场”与“时间窗”两个约束条件,是一个典型的NP难解问题。将粒子群算法应用于带时间窗的多车场车辆路径优化问题,构造了一种适用于求解车辆路径问题的粒子编码方法,建立了相应的数学模型,在此基础上设计了相应的算法。算例通过和遗传算法、蚁群算法进行比较,证明了其搜索速度和寻优能力的优越性。     

多工作日历下流水作业调度遗传优化方法

针对多工作日历下的流水作业调度问题，提出了一种遗传优化方法。首先，提出了基于多工作日历的时间推算方法，解决了多工作日历下流水作业调度的关键问题：以Excel为平台设计了“工作制”工作表和“设备”工作表，在“设备”工作表中为每台设备指定工作制并设定工作时段；在此基础上，以Excel VBA为平台设计了5个基于工作日历的时间推算函数。其次，以Excel VBA为平台设计了遗传算法用于求解问题：个体采用整数编码方式，交叉操作采用“交换交叉”方式，变异操作采用“交换变异”方式，解码过程采用基于多工作日历的时间推算方法准确计算各工序开工和完工时刻。最后，通过案例分析验证了所提方法的有效性。     

变邻域保优遗传算法求解柔性车间调度问题

针对单目标柔性作业车间调度问题,以最大完工时间为优化目标,将遗传算法、变邻域搜索算法与精英保护策略相结合,提出一种运算效率和求解性能均较好的混合算法。首先建立数学模型,阐述算法的整体流程。对遗传算子进行改进,并添加改良的保优记忆库对精英个体进行保护。基于关键工序调整,设计了“同机器工序调整”“变机器工序调整”“双工序调整”三种邻域结构,增强了局部搜索能力,并给出一种高效的关键工序寻找法则。通过对基准算例及数值实验的测试,验证了该算法的有效性和可行性。     

基于演化策略算法的作业车间调度优化

提出一种基于工件操作次序的二维实数编码方法,采用演化策略算法求解作业车间调度问题。设计一种基于三点交叉互换的重组算子用于生成子代个体,并采用个体编码基因随机重新生成的方法设计变异算子。实验结果证明,演化策略算法能有效优化作业车间调度问题,与遗传算法和粒子群优化算法相比,其优化性能更好,并且基于三点交叉互换重组算子的演化策略算法的性能好于基于两点交叉和基于四点交叉互换重组算子的演化策略算法。     

基于自适应遗传算法的城际列车运行图编制方法

对城际列车运行图编制问题进行研究,确定列车在各区间运行的最优顺序,并建立以列车总运行时间最小为目标的列车运行图优化模型。在此基础上,采用自适应选择机制的变异算子和交叉算子,设计一种自适应遗传算法进行求解。该算法采用“列车-区间运行顺序”的染色体二维编码形式,首先对列车在各区间运行的顺序进行编码;求解过程中,结合广度优先循环布线的原则进行解码,通过“到发时刻-发现冲突-解决冲突”逐区段进行铺画,得到列车在各车站实际的到发时刻;同时,利用自适应遗传算法进行全局优化,得到问题最优解。实验表明,自适应机制能够提高算法性能并较快得到列车最优运行顺序,铺画出更高效准确的列车运行图。     

铁路输送中平车装载问题的模型与算法

分析了铁路运输中的平车装载问题，借鉴了First Fit算法的思想，并引入条件变异算子，提出了求解平车装载问题的一种改进遗传算法，给出了该改进遗传算法编码方法、遗传算子改进方案和适应度函数的定义，该算法能有效地解决初始群体和进化过程中的无效染色体和早熟问题，并用实例验证了该算法的有效性。     

基于演化策略算法的置换流水车间调度优化研究

采用演化策略算法求解置换流水车间调度问题,提出了一种基于工件次序的二维实数编码方法.设计了一种基于父代个体两点交叉互换的重组算子来生成子代个体,针对个体编码,采用局部基因随机重新生成的变异算子.计算结果说明,演化策略算法能够有效地对置换流水车间调度问题进行优化,其优化性能好于遗传算法和NEH启发式算法以及粒子群算法.     

An improved genetic algorithm with conditional genetic operators and its application to set-covering problem

The genetic algorithm (GA) is a popular, biologically inspired optimization method. However, in the GA there is no rule of thumb to design the GA operators and select GA parameters. Instead, trial-and-error has to be applied. In this paper we present an improved genetic algorithm in which crossover and mutation are performed conditionally instead of probability. Because there are no crossover rate and mutation rate to be selected, the proposed improved GA can be more easily applied to a problem than the conventional genetic algorithms. The proposed improved genetic algorithm is applied to solve the set-covering problem. Experimental studies show that the improved GA produces better results over the conventional one and other methods.     

遗传算法求解多目标柔性Job-shop问题

本文描述了基于可变机器约束的多目标柔性Job-shop调度问题模型,并应用一种改进的遗传算法进行求解。我们采用了表示工序先后顺序及机器选择的二维编码方式,以多目标优化函数为度量,通过三种遗传操作扩展后代的多样性和算法的搜索空间。仿真结果验证了该算法能有效解决多目标优化问题。     

定位—运输路线安排问题的遗传算法研究

定位—运输路线安排问题(LRP)是分销网络设计和物流管理决策中的难题。由于LRP是NP-complete问题,对它的求解方法大多局限于将其分解为定位—分配问题和车辆运输路线安排问题,或者是基于这种分解思想。文章通过对遗传算法(GA)中树编码、免疫遗传算法以及GA阶段进化策略深入地分析和研究,构建了定位—运输路线安排问题的遗传算法,它与以往算法最大的不同点就是并没有基于两阶段求解的思路,而是将LRP的解看作一个整体,从而减小了在进化过程中停滞于局部最优解的概率,提高了GA的计算效率和计算速度。文中详细叙述了针对LRP问题的树编码、交叉、变异、爬山、免疫、合并小路线等各种算子设计过程,并利用一实例来验证算法的可行性。该算法为LRP问题以及相关大规模组合优化问题的求解开辟了一个新的思路,同时也为GA中树编码在实际中应用做了有益的尝试。     

基于自适应模拟退火遗传算法的非线性方程组求解

将非线性方程组的求解问题转化为函数的优化问题。针对传统的遗传算法（GA）容易早熟的不足,对其进行了两方面改进,采用自适应交叉比例产生交叉后代和变异后代,并融合模拟退火算法（SA）的思想,建立了自适应模拟退火遗传算法（ASAGA）。数值实验表明,该算法提高了遗传算法的全局搜索能力,是求解非线性方程组的一种有效算法。     

求解TSP问题的改进果蝇优化算法

基于求解TSP问题,提出一种改进果蝇优化算法（GFOA）,该算法结合TSP问题的特点,把果蝇优化算法的连续空间对应到离散规划,利用轮盘赌法初始化路径,并把遗传算法的交叉、变异操作应用于路径的寻优,同时利用C2Opt算子对局部最优路径进行优化,加快局部搜索能力和收敛速度。通过对13个TSPLIB 标准库的TSP算例进行仿真实验,实验结果表明,提出的算法在较小规模算例中能以较少的迭代次数和运行时间快速收敛到已知最优解,在较大规模算例中能接近理论最优解,具有较快的收敛速度和较高的收敛精度。     

一种整数编码的改进遗传算法

遗传算法作为一种优秀的寻优算法,编码策略是其基础。因二进制编码和实数编码均存在一定的不足,该文提出一种整数编码的最优化遗传算法。为了提高收敛效率和避免算法的早熟收敛,该文采用了截断选择机制和混合杂交、邻近变异等操作算子,并引入邻域搜索技术来提高算法的局部搜索能力。仿真计算表明了该算法具有令人满意的全局最优性能和统计稳定性。     

Dynamic path planning of mobile robots with improved genetic algorithm

In this study, a new mutation operator is proposed for the genetic algorithm (GA) and applied to the path planning problem of mobile robots in dynamic environments. Path planning for a mobile robot finds a feasible path from a starting node to a target node in an environment with obstacles. GA has been widely used to generate an optimal path by taking advantage of its strong optimization ability. While conventional random mutation operator in simple GA or some other improved mutation operators can cause infeasible paths, the proposed mutation operator does not and avoids premature convergence. In order to demonstrate the success of the proposed method, it is applied to two different dynamic environments and compared with previous improved GA studies in the literature. A GA with the proposed mutation operator finds the optimal path far too many times and converges more rapidly than the other methods do.     

带有退火和杂交变异思想的改进粒子群算法

针对粒子群算法的“早熟”,进化后期收敛速度慢及精度低等问题,提出了一种改进的PSO算法。为保证初始群体的遍历性,改进算法首先利用了信息熵产生初始群体;为提高进化过程中群体的多样性,将遗传算法中杂交、变异的思想融入了算法中;为提高算法晚期的收敛速度,将模拟退火算法中退火的思想引入到杂交过程中。该算法与其他改进算法进行数值比较,仿真实验表明,提出的算法抗“早熟”能力强,搜索精度高,稳定性好。     

基于类神经网络模型的电路演化实现方法

为解决目前数字型演化硬件研究中存在的电路编码困难问题,提出一个可用矩阵形式描述组合电路的类神经网络门级电路模型,讨论在此模型上进行电路编码的具体方法.根据编码矩阵特点,对标准遗传算法进行改进,设计遗传操作算子、适应度评估方法等.通过无刷直流电动机电子换相电路的成功演化实例,验证了采用矩阵编码和改进遗传算法实现数字电路演...