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人工智人-家居设计-关于GSA智能算法的应用研究.pdf
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人工智人-家居设计-关于GSA智能算法的应用研究.pdf
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目 录 I
目 录
第一章 绪 论 ........................................................................................... 1
1.1 选题背景 .......................................................................................................... 1
1.2 国内外研究现状 .............................................................................................. 2
1.3 本文主要研究内容 .......................................................................................... 4
第二章 预备知识 ....................................................................................... 7
2.1 组合优化问题 .................................................................................................. 7
2.2 计算复杂度 ...................................................................................................... 8
2.3 单纯形法简述 ................................................................................................ 10
2.4 现代启发式优化算法 ................................................................................... 11
第三章 基于 PSO 的混合万有引力算法 .............................................. 21
3.1 引 言 ............................................................................................................ 21
3.2 一种基于 PSO 的混合万有引力算法(HGSA) ....................................... 21
3.3 数值实验与分析 ............................................................................................ 22
3.3.1 算法计算复杂度分析 ............................................................................ 22
3.3.2 Benchmark 测试函数 ............................................................................ 24
3.3.3 GSA 与 HGSA 的比较 .......................................................................... 25
3.4 本章小结 ........................................................................................................ 37
第四章 多时间窗车辆路径问题的改进万有引力算法 ........................ 39
4.1 引 言 ............................................................................................................ 39
4.1.1 问题描述 ............................................................................................... 42
4.1.2 数学模型的建立 ................................................................................... 43
4.2 一种改进的万有引力算法(IGSA) .......................................................... 45
4.3 数值实验 ........................................................................................................ 47
4.3.1 算法复杂度分析 ................................................................................... 47
4.3.2 测试数据集 ........................................................................................... 49
4.3.3 实验与分析 ........................................................................................... 49
4.4 本章小结 ........................................................................................................ 57
第五章 总结与展望 ................................................................................. 59
致 谢 ......................................................................................................... 61
摘 要
摘 要
大多数组合优化类问题均属于 NP-Hard 问题,用传统算法进行求解所需的计
算时间会随问题规模的增大而成指数级的增长。因此,该类问题的求解几乎用现
代启发式方法。万有引力算法 GSA 是在 2009 年提出的一种对物理学中的万有引
力定律进行模拟的优化算法,其通过种群中各个体之间存在的万有引力相互作用,
引导搜索,具有全局搜索、操作简单、隐并行性等特点。车辆路径问题是组合优
化和运筹学领域研究的热点问题之一,主要研究如何设计合理的车辆运输路线以
降低运输成本,经过半个多世纪发展,其已广泛存在于最短路、网络布局及工业
管理等领域。随着电子商务的发展,车辆路径问题还在大型商场、配送中心及快
递中有着广泛的应用。因此对车辆路径问题的深入研究有重要的应用价值。
本文研究内容包括 GSA 算法搜索能力的验证、算法的改进以及算法在车辆路
径问题中的应用。主要工作如下:
1. 提出了一种融合粒子群算法的混合万有引力算法(HGSA),通过三类经典
测试函数对 HGSA 进行测试,并与万有引力算法 GSA 进行对比分析,验
证了 HGSA 的可行性与有效性。
2. 首先建立了多时间窗车辆路径优化问题的双层数学规划模型。其次为提高
GSA 求解速度和最优解的质量,提出了一种与小生境技术和遗传算法交叉
算子融合的改进万有引力算法(IGSA)。最后通过数值实验,验证了所设
计模型和 IGSA 的有效性和实用性。
关键词:带多时间窗车辆路径问题 万有引力算法 粒子群算法 双层规划
小生境技术
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programmh
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