一个解非线性0-1整数规划问题基于罚函数的混合粒子群优化算法(英文)

利用罚函数思想把非线性0-1整数规划问题转化为无约束最优化问题,然后把粒子群优化和罚函数方法结合构造出一个基于罚函数的混合粒子群优化算法,数值结果表明所提出的算法是有效的.

0-1非线性混合整数规划的罚函数解法

本文中我们对一类0-1非线性混合整数规划的解法进行了探讨,通过罚函数把有约束问题化为相应的无约束问题,我们证明了可通过求解一个无约束非线性规划问题得到原问题的ε近似极小解,数值试验表明算法是有效的.

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0-1整数线性规划的军事空运装载优化算法

为了高效地制定军事空运装载方案,在分析空运物资和载机货舱特点的基础上,构建了6种待装物资类型模式和6种承载空间物资布局模式,将三维空运装载问题转化为二维装载问题,建立了军事空运装载问题的数学模型.通过构建空间布局转化模式,将空间布局约束转换成0-1整数线性约束,实现了对0-1整数线性规划空运装载问题的求解.仿真结果表明:该算法运算时间不超过1 s,装载方案平均载重率达38.8%,平均有效空间利用率达59.7%.

非线性0-1规划的元胞蚁群算法

基于元胞自动机原理和蚁群优化算法,提出一种求解非线性0-1规划问题的元胞蚁群优化算法。该算法将元胞的演化规则和蚁群的信息素更新规则相结合,利用元胞及其邻居增强搜索过程的多样性,提高蚁群的全局优化能力。经实验和与其他算法比较,表明该算法可行有效,有良好的全局优化能力。

铁路枢纽车流组织的非线性0-1规划模型及算法

分析铁路枢纽车流组织问题的背景、特点及优化目标 ,给出铁路枢纽车流组织所需的构模参数 ,梳理与路网联系的车流类型及结构 ,综合考虑直通、改编、地方车流的作业过程 ,建立基于铁路枢纽资源约束的非线性0 - 1规划模型 ,并将遗传算法应用于该问题的寻优过程。

非线性0-1规划问题的人工鱼群算法

对于非线性0-1规划问题,给出一种新的智能寻优方法——人工鱼群算法。利用罚函数将约束问题转换为相应的无约束问题,给出了人工鱼群算法的具体步骤,并用MATLAB软件实现编程。通过对多个非线性0-1规划问题的算例进行测试,并将测试结果与其他算法进行比较,结果表明,人工鱼群算法具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力,可以作为求解非线性0-1规划问题的一种实用方法。

0-1非线性规划问题的改进差分进化算法

针对0-1非线性规划问题的特点,提出了一种适合于求解0-1非线性规划问题的改进差分进化算法。这个算法把差分进化算法和罚函数方法有机结合起来,在变异操作中加入0-1取整运算,在交叉操作中使用了指数递增交叉概率因子以提高算法的全局搜索能力和收敛速率。用8个例子进行了实验研究,结果表明这个改进的差分进化算法在收敛性、精度、鲁棒性强方面都比较好。

转库流向优化模型——特殊0-1线性整数规划问题

对某钢铁企业出厂决策系统的子系统——转库流向优化问题进行了系统分析 ,在此基础上建立了数学模型 ,对这一类特殊的 0 - 1线性整数规划问题进行了研究。

求解0-1线性整数规划问题的有界单纯形法

提出了一种求解0-1线性整数规划问题的有界单纯形法,不仅通过数学论证,讨论了该方法的合理性,奠定了其数学理论基础,而且通过求解无容量设施选址问题,验证了该方法的可行性.在此基础上,就该有界单纯形法的不足和存在的问题,给出了进一步改进的途径和手段.

基于熵矩阵的多目标非线性0-1规划近似算法

为了简化多目标二元匹配问题的求解,将该问题建模为多目标非线性0-1规划模型,该模型将变量约束转移到目标函数中,从而降低了问题求解难度.针对该模型,设计了基于熵矩阵计算的贪心近似算法,该算法通过熵矩阵的熵值计算确定多目标二元匹配度,并根据熵值的大小预先优化匹配顺序,从而使近似解更快速地接近最优解.仿真实验结果证明,对于单目标非线性0-1规划问题,本算法优于已有的近似算法,对于多目标非线性0-1规划问题,本算法在计算时间以问题规模的指数级减少的情况下,近似解能够很好地逼近最优解.因此,本算法与其它近似算法相比,在不增加时间复杂度的前提下,结果更优,近似度更高.

大规模非线性0-1规划的粒子滤波算法

为解区间上随机产生均匀分布的十进制数粒子,转换为该区间长度的二进制数得到初始可行解,计算初始可行解大规模0-1非线性规划求解难题,设计并实现了粒子滤波的求解方法。粒子滤波是利用粒子集来表示概率,可以用在任何形式的状态空间模型上。其核心思想是通过从后验概率中抽取的随机状态粒子来表达其分布,是一种顺序重要性采样法。在求解大规模非线性0-1规划问题时,将解划分为M个区间,计算初始可行解中每个区间的粒子的均值和方差。然后采用正态分布迭代产生可行解粒子,使可行解粒子的分布逐步逼近或等于0-1非线性规划问题的最优解。

0-1非线性规划问题改进的教与学优化算法

将0-1非线性规划问题转化为约束优化问题,采用动态双目标的约束处理方法,对教与学优化算法的迭代方程进行改进,提出了一种求解0-1非线性规划问题的改进教与学优化算法。数值实验表明,新算法具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力,显示了算法的有效性和通用性。

0-1非线性规划问题改进的粒子群优化算法

将0-1非线性规划问题转化为约束优化问题,采用动态双目标的约束处理方法,提出了一种求解0-1非线性规划问题的改进粒子群优化算法,数值实验的结果表明,新算法具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力,显示了算法的有效性和通用性。

0-1整数线性规划的一种组合直接搜寻法

本文提出了一种求解0-1线性规划的组合搜寻技术,首先它把分量取0或1的所有整数向量按分量中所含1的个数进行分类;然后在每类点集中对取1的分量实施适当的组合;最后,根据约束条件搜寻最优解。

二次0-1型整数规划的线性化求解

对目标函数为二次、约束条件为线性的二次规划问题,如果采用一定变换将其变为普通的线性规划,这既能保证结果的正确性,又可以大大地简化计算。讨论了二次0-1型整数规划的线性化求解:将二次0-1型整数规划问题等价转化为一次函数的线性0-1型整数规划问题,这样可以有效地简化求解。并给出了二次0-1型整数规划问题等价转化为线性0-1型整数规划问题的理论证明。实例分析进一步说明了该方法的适用性和可行性。

基于改进的0-1非线性规划的家庭用电负荷识别方法

在NILMD研究的基础上建立改进的0-1非线性规划的最优性负荷识别体系,在进行负荷分解前引入用户设备组粗判别,对家庭中常见的用电器进行识别检测分析,得到较好的辨别效果,能够实现多个设备的分解.

辅助函数方法求解非线性0-1规划问题

针对一般非线性0-1规划问题构造了无参数的辅助函数,原问题局部极小值点成为该辅助函数的严格局部极大值点;目标函数值大于当前极小值的可行点和不可行点不是辅助函数的极小值点;辅助函数极小值点的目标函数值比当前的局部极小值要小或者是离当前极小值点最远的点,取目标函数小的辅助函数的极小值点作为初始点对目标函数进行局部搜索,会得到原问题更好的局部极小值点。因此,基于该辅助函数的辅助函数方法将会有效地求得0-1规划问题的全局最优解。

基于改进Markov邻域的非线性0-1规划智能算法加速策略

大规模非线性0-1规划问题求解时间较长,通过分析非线性0-1规划问题特点及算法寻优的Markov过程,提出一种基于改进Markov邻域的智能算法加速策略。首先,根据0-1规划问题解特点给出了非线性0-1规划问题的改写模型;随后,基于该模型给出了改进的Markov邻域,并推导和证明了改进邻域下任意两个状态之间的可达概率及其条件;最后,通过进一步分析非线性0-1规划模型并融合所提出的改进邻域,设计了采用Markov过程的智能算法的约束条件和目标函数递推更新策略对算法进行加速。采用不同算例进行多次测试,结果表明,在保持加速算法与原算法寻优效果相当的前提下,该策略对多种智能算法的寻优效率均有不同程度的提升。

0-1整数规划在水源地开采井最优布局中的应用研究

新建水源地如何最优布井 ,对水源地开采运行具有重大影响。本文介绍了 0 - 1整数规划及其求解方法 ,并结合一个实际问题进行说明。作者应用 0 - 1整数规划方法建立了北京密怀顺平原区拟建水源地最优布井的地下水管理模型 ,采用响应矩阵法将地下水模拟模型和管理模型相耦合 ,运用分支 -定界法求出最优井位 ,并将优化井位与原拟定井位的计算结果进行了对比。结果表明 ,0 - 1整数规划能很好地解决最优布井问题 ,对水源地规划、基坑降水、地下水人工回灌等方面都具有一定的指导意义。