基于遗传算法求解折扣{0-1}背包问题的研究

目前,求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的主要算法是基于动态规划的具有伪多项式时间的确定性算法,当D{0-1}KP实例中各项的价值系数与重量系数在大范围内取值时缺乏实用性.文中基于杰出者保留策略遗传算法(EGA)求解D{0-1}KP,首先建立了D{0-1}KP的两个新的数学模型;然后,为了利用EGA和第一数学模型求解D{0-1}KP,提出了一种处理非正常编码个体的贪心修复与优化算法GROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第一遗传算法FirEGA;紧接着,利用EGA和第二数学模型求解D{0-1}KP,提出了处理非正常编码个体的另一种有效算法NROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第二遗传算法SecEGA;最后,利用四类大规模D{0-1}KP实例,确定了FirEGA和SecEGA的交叉概率与变异概率的合理取值,比较了两个算法的实际求解性能.对四类实例的计算结果表明:FirEGA和SecEGA都非常适于求解大规模的难D{0-1}KP实例,均能够得到一个近似比非常接近于1的近似解,并且FirEGA的平均求解性能比SecEGA的更优.

求解大规模0-1背包问题的主动进化遗传算法

针对遗传算法求解大规模0-1背包问题中存在的不足,将定向变异机制引入到遗传算法中,提出了基于主动进化遗传算法的0-1背包问题求解算法。该算法利用概率编码方案对种子个体进行编码,每代种群中的个体通过对该代种子个体进行测度而产生,用于定向变异的诱变因子将参与种子个体的进化。实验结果表明,该算法具有较好的全局寻优能力和执行效率。

求解多维0-1背包问题的一种改进的遗传算法

针对多维0-1背包问题,通过应用贪心法和二分搜索法的思想,本文提出了一种新的杂交算子———中值杂交,并且基于此算子提出了求解多维0-1背包问题的一种改进的遗传算法。最后本文通过一系列数值实验,把改进算法与传统的遗传算法以及其他最新的遗传算法进行比较,经过对求得近似解的精度及计算所需时间两方面的对比,验证了其有效性。

非线性0-1规划问题的连续化及其遗传算法解法

为了求解非线性0-1离散规划问题,通过非线性等式的"离散性约束"将其转化为[0,1]区间上等价的连续变量非线性规划.对于目标函数非线性、约束线性的0-1规划问题,可以使用乘子法来解决含"离散性约束"的非线性优化问题.对于目标函数和约束函数均为非线性的问题,可以采用约束松驰法将离散性约束松弛为不等式约束.两种方法处理后均使用遗传算法程序GENOCOP求解.乘子法求解得到的结果比较准确,约束松弛法属于近似方法,可以求解带非线性不等式约束的问题.用本文的方法对多个非线性0-1规划同题的算例进行了计算,并将计算结果同枚举法的计算结果比较,结果表明该方法准确、有效.

基于改进模拟退火的遗传算法求解0-1背包问题

引入改进的模拟退火思想来改进遗传算法.本算法结合了遗传算法和模拟退火算法的优点,并有效地克服了各自的弱点,使其在优化性能、优化效率和可靠性方面具有明显的优越性.运用本算法求解不同种群规模的0-1背包问题,数值试验结果表明,算法既具有较快的收敛速度,又能够收敛到最优解,优于遗传算法和模拟退火算法.

枢纽小运转列车0-1规划模型及其遗传算法

本文经过分析 ,建立了枢纽小运转列车始发终到地点和运行径路同时优化的 0 - 1规划模型 ,并提出了求解此模型的遗传算法 ,为全面解决枢纽小运转列车的运行组织问题创造了条件。

求解0-1整数规划问题的混沌遗传算法

针对一类特殊的0-1整数规划求解问题提出一种混沌遗传算法。该算法采用幂函数载波技术提高混沌搜索的充分性与遍历性,以混沌搜索算法得出的优化个体作为遗传算法的新群体进行交叉、变异等操作,提高种群质量,同时增加种群多样性,改善遗传算法的早熟问题。该算法被用于解决片上网络映射A3MAP(architec-ture-aware analytic mapping)0-1整数规划问题。实验仿真证明,该算法的收敛速度和解的精度均优于A3MAP-GA。

求解0-1背包问题的混合贪婪遗传算法

求解0-1背包问题(KP)的最优解的时候,传统遗传算法(GA)的局部求精能力不足而简单局部搜索算法的全局探索能力有限,针对上述问题,将这两个算法整合并提出了混合贪婪遗传算法(HGGA)。在GA全局搜索框架下增加局部搜索模块,并改进传统仅基于物品价值密度的修复算子,增加基于物品价值的贪婪混合选项,从而加速寻优过程。HGGA一方面引导种群在进化的优质解空间中展开精细搜索,另一方面依靠GA的经典操作算子开拓全局搜索空间,从而达到算法求精能力和开拓能力的良好平衡。HGGA分别在三组数据上做了测试,结果表明在第一组15个测试用例中的12个上,HGGA能够百分百找到最优解,成功率达到80%;在第二组小规模数据集上,HGGA的性能明显好于其他同类GA和其他元启发算法;在第三组大规模数据集上,HGGA较其他元启发式算法具有更好的稳定性和高效性。

0-1编码遗传算法

本文分析了常规二进制编码遗传算法中二进制编码方法的特点,总结出二进制编码方法存在占用内存多、实现不灵活和译码运算量相对大的缺点,使较大规模的多参数优化问题难于用二进制编码遗传算法在较小内存的计算机上实现。为了克服二进制编码方法的这一缺点,我们提出一种0-1编码方法。文中介绍了0-1编码的方法和特点,并从定义的图式概念出发,证明了0-1编码遗传算法的收敛性。实际算例也表明,0-1编码遗传算法是可行的。

求解0-1背包问题的改进排挤遗传算法

提出了两种用于求解0-1背包问题的改进排挤遗传算法PFCGA和GCGA,PFCGA使用惩罚函数和排挤操作使算法能够比较稳定地求得最优解,GCGA把排挤遗传和贪婪算法相结合,对种群中非法染色体表示的不可行解进行修复使其变为可行解,对非优可行解进行修正使其尽量靠近最优解,GCGA在保证求解精度的前提下加快求解速度。通过仿真实验和比较分析结果表明,PFCGA和GCGA能够获得很高的求解精度和正确率,是求解0-1背包问题的有效算法。

应用遗传算法求解多目标0-1规划问题

遗传算法是求解大型优化问题非常有效的算法。本文提出一种多目标规划问题适应性值的定义方式，利用遗传算法用于０－１规划问题的天然优越性，首次尝试用遗传算法求解多目标０－１规划问题。实验表明，本文的算法有很好的计算效果。这些算法已经集成到一个０－１规划的软件包中。

求解0-1背包问题的遗传算法

提出了一种求解0-1背包问题的遗传算法,该算法首先设计出基于适应度的自适应变异策略,提高了变异的科学性和新算法的搜索能力;然后提出了基于单位价值信息和满足约束最大化的双优化策略,提高了求解的质量.3个0-1背包问题的仿真实验表明:与已有的HGA算法和GGA算法相比,新算法在求解质量上具有一定优势.

二次型0-1分配问题的遗传算法求解

文章针对数学中一类计算非常困难的二次型０－１分配问题，提出遗传算法的求解思想，并根据问题的具体特点对算法进行改进，将复杂的约束条件包含在适应值函数中，构造非线性变化的动态适应值来求解该类问题。最后成功地运用于一个分散决策问题实例，与常规遗传算法相比该搜索算法具有明显的优越性。

解0-1背包问题的遗传算法及其改进

遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的搜索算法.讨论了用其解决著名的0-1背包问题,尝试混合使用一点杂交与多点杂交以及将传统的算法与遗传算法相结合的方法,对经典遗传算法进行改进,并在实验中获得了对于问题的更佳近似解.

求解多约束0-1背包问题的遗传算法的改进

提出对基本遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的改进策略,并将其应用于多约束0-1背包问题(Multi-constrained 0-1Knapsack Problems,MKP)的求解。改进策略主要有:将线性规划松弛法求得的MKP的解作为初始解,另外为了避免种群多样化的丧失,将复杂的修复操作和局部优化操作应用于每一个最近产生的解。最后,对大规模测试数据的标准集进行实验,并将该算法与先前的方法进行比较,结果表明新的遗传算法在大多数时间能够更快速地收敛到较优解。

一个求解0-1背包问题的遗传算法

遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的搜索算法。本文将其用于解决一个著名的NP完备问题——0- 1背包问题,并对经典遗传算法进行了改进。通过对贪婪算法进行了改进以产生初始种群,并在进行交叉和变异操作过程中引入了对无效个体的校正操作,从而较好地保持了种群的多样性和优良度。数值实验表明该算法具有较好的全局最优性。

基于贪心修正策略的遗传算法求解0-1背包问题

介绍了0-1背包问题的基本贪心算法,借助于启发式算法在求解NP问题中的良好表现,设计了一种基于贪心修正策略的遗传算法。该算法结合了贪心算法和遗传算法各自的优点,利用贪心算法强化了初始最优解,通过对遗传算法的改进,使其在寻求最优的过程中更具有优越性。实际数值计算和结果比较表明,该算法能有效解决0-1背包问题。

折扣{0-1}背包问题的简化新模型及遗传算法求解

当前折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)模型将折扣关系作为一个新的个体,导致求解过程必需采取修复法对个体编码进行修复,求解方式较少。针对求解方法单一的问题,通过改变模型中二进制的编码表达方式,提出折扣关系不在个体编码中的表达方法。首先,设定对任意折扣关系,当且仅当所涉及个体编码值同时为1(即其乘积为1)时,折扣关系成立,据此建立简化折扣{0-1}背包问题(SD{0-1}KP)模型;然后,针对SD{0-1}KP模型,基于杰出者保留策略(EGA),结合贪心策略(GRE),提出改进遗传算法——第一遗传算法(FG);最后,再结合罚函数法,提出求解SD{0-1}KP高精度罚函数法——第二遗传算法(SG)。结果表明,SD{0-1}KP能够完全覆盖D{0-1}KP问题领域,与FirEGA相比,所提出的两类算法在求解速度方面优势明显,且SG算法首次引入罚函数法,有效地丰富了该问题的求解算法。

基于遗传算法和0-1规划的规则图形碎片拼接

通过对规则图形的预处理,提取图形碎片边缘像素特征,以整体匹配度最大为拼接目标,建立基于0-1规划的规则图形碎片拼接模型。考虑到模型本身的复杂性和求解方法对复杂模型的适用性,采用遗传算法对0-1规划拼接模型求解。求解结果表明,基于0-1规划的规则图形碎片拼接模型,可利用数学语言准确地描述拼接过程,且遗传算法可较好地完成规则图形碎片的拼接。

基于贪心策略的遗传算法求解0-1背包问题

介绍了基于贪心思想的改进遗传算法,并用该算法解决0-1背包问题,试验数据证明该算法能有效求解0-1背包问题,而且比原遗传算法效率高。