基于改進(jìn)遺傳算法的航空運(yùn)輸路徑優(yōu)化問(wèn)題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-03 04:45
針對(duì)航空物流領(lǐng)域?qū)β窂竭M(jìn)行精確計(jì)算以降低配送成本的需求,文中對(duì)路徑的優(yōu)化方法進(jìn)行了研究。通過(guò)建模分析,將該問(wèn)題被抽象為數(shù)學(xué)中的樞紐位置問(wèn)題(HLP),然后使用遺傳算法進(jìn)行求解。為了解決大規(guī)模的復(fù)雜HLP,文中對(duì)傳統(tǒng)的遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn),將單一種群的遺傳算法擴(kuò)展成雙種群模式。通過(guò)為兩個(gè)種群設(shè)置不同的進(jìn)化參數(shù),從而保證最終勝出的個(gè)體具備更優(yōu)秀的搜索能力。此外,為防止遺傳個(gè)體在搜索時(shí)陷入局部最優(yōu)解,還引入了模擬退火算法中Metropolis準(zhǔn)則。為了衡量改進(jìn)后的算法性能(I-SGA),文中基于航空公司的實(shí)際航線(xiàn)和15個(gè)大中城市機(jī)場(chǎng)的實(shí)際規(guī)模等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真測(cè)試。仿真結(jié)果表明,I-SGA的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)收斂值為1.234 e+12,平均收斂值為1.100 e+12;而SGA的最優(yōu)收斂值為1.201 e+12,平均收斂值為1.021 e+12,所提算法的效果和效率均有明顯的提升。
【文章來(lái)源】:電子設(shè)計(jì)工程. 2020,28(15)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法處理流程圖
在自然界的生物遺傳中,會(huì)出現(xiàn)基因重組現(xiàn)象。SGA中通過(guò)交叉操作來(lái)模擬該現(xiàn)象,交叉操作可以提升遺傳算法的搜索能力。交叉包括:?jiǎn)吸c(diǎn)交叉、雙點(diǎn)交叉和多點(diǎn)交叉,而本文使用單點(diǎn)交叉操作。操作方法,如圖2所示。3)變異
傳統(tǒng)的遺傳算法通常是基于單個(gè)種群的選擇、遺傳和變異,雖然該方法在優(yōu)化問(wèn)題上有廣泛的應(yīng)用。但對(duì)于航空運(yùn)輸路徑這種復(fù)雜問(wèn)題[17],其搜索空間有限,容易在優(yōu)化時(shí)陷入局部最優(yōu)解。因此,本文將單個(gè)種群擴(kuò)展為多種群,并將傳統(tǒng)的遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)(I-SGA)。其基本流程,如圖3所示。將單種群劃分為雙種群后,在不同種群的選擇時(shí),在FS1和FS2上產(chǎn)生不同的隨機(jī)數(shù),但每次迭代均保證FS1產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)大于FS2;在單點(diǎn)交叉時(shí),種群1的交叉位數(shù)大于種群2的交叉位數(shù);在變異時(shí),種群1的變異概率Pm1大于種群2的變異概率Pm2。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)遺傳模擬退火算法優(yōu)化BP算法研究[J]. 郭彩杏,郭曉金,柏林江. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2019(10)
[2]模擬退化算法在飛機(jī)巡航路徑問(wèn)題中的應(yīng)用[J]. 劉燕,任航永,張健. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2019(04)
[3]結(jié)合遺傳算法的Apriori算法改進(jìn)[J]. 文武,郭有慶. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(07)
[4]基于多目標(biāo)約束遺傳算法的SDN路徑增強(qiáng)算法[J]. 周睿,何利文,唐澄澄,侯小宇,陸錢(qián)春. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2019(07)
[5]基于量子遺傳算法優(yōu)化粗糙-Petri網(wǎng)的電網(wǎng)故障診斷[J]. 田海霖,洪良,王藝翔,王曉華. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[6]基于多種群遺傳算法的多AGV調(diào)度[J]. 孟沖,任彧. 電子科技. 2018(11)
[7]基于混合遺傳算法的物流配送路徑優(yōu)化研究[J]. 楊柳. 電子設(shè)計(jì)工程. 2018(17)
[8]基于混合遺傳算法的有效路徑求解[J]. 劉蘭芬,楊信豐. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(11)
[9]基于多約束條件的改進(jìn)遺傳算法路徑規(guī)劃[J]. 賀盼博,鄔春學(xué). 軟件導(dǎo)刊. 2018(07)
[10]改進(jìn)遺傳模擬退火算法在TSP優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 何慶,吳意樂(lè),徐同偉. 控制與決策. 2018(02)
碩士論文
[1]南昌臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)航空物流業(yè)發(fā)展路徑研究[D]. 柳語(yǔ).南昌航空大學(xué) 2017
[2]湍流模式理論的機(jī)器學(xué)習(xí)研究[D]. 米俊亦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于遺傳模擬退火算法的航班著陸調(diào)度問(wèn)題[D]. 崔雪源.華中師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3015921
【文章來(lái)源】:電子設(shè)計(jì)工程. 2020,28(15)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法處理流程圖
在自然界的生物遺傳中,會(huì)出現(xiàn)基因重組現(xiàn)象。SGA中通過(guò)交叉操作來(lái)模擬該現(xiàn)象,交叉操作可以提升遺傳算法的搜索能力。交叉包括:?jiǎn)吸c(diǎn)交叉、雙點(diǎn)交叉和多點(diǎn)交叉,而本文使用單點(diǎn)交叉操作。操作方法,如圖2所示。3)變異
傳統(tǒng)的遺傳算法通常是基于單個(gè)種群的選擇、遺傳和變異,雖然該方法在優(yōu)化問(wèn)題上有廣泛的應(yīng)用。但對(duì)于航空運(yùn)輸路徑這種復(fù)雜問(wèn)題[17],其搜索空間有限,容易在優(yōu)化時(shí)陷入局部最優(yōu)解。因此,本文將單個(gè)種群擴(kuò)展為多種群,并將傳統(tǒng)的遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)(I-SGA)。其基本流程,如圖3所示。將單種群劃分為雙種群后,在不同種群的選擇時(shí),在FS1和FS2上產(chǎn)生不同的隨機(jī)數(shù),但每次迭代均保證FS1產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)大于FS2;在單點(diǎn)交叉時(shí),種群1的交叉位數(shù)大于種群2的交叉位數(shù);在變異時(shí),種群1的變異概率Pm1大于種群2的變異概率Pm2。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)遺傳模擬退火算法優(yōu)化BP算法研究[J]. 郭彩杏,郭曉金,柏林江. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2019(10)
[2]模擬退化算法在飛機(jī)巡航路徑問(wèn)題中的應(yīng)用[J]. 劉燕,任航永,張健. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2019(04)
[3]結(jié)合遺傳算法的Apriori算法改進(jìn)[J]. 文武,郭有慶. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(07)
[4]基于多目標(biāo)約束遺傳算法的SDN路徑增強(qiáng)算法[J]. 周睿,何利文,唐澄澄,侯小宇,陸錢(qián)春. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2019(07)
[5]基于量子遺傳算法優(yōu)化粗糙-Petri網(wǎng)的電網(wǎng)故障診斷[J]. 田海霖,洪良,王藝翔,王曉華. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[6]基于多種群遺傳算法的多AGV調(diào)度[J]. 孟沖,任彧. 電子科技. 2018(11)
[7]基于混合遺傳算法的物流配送路徑優(yōu)化研究[J]. 楊柳. 電子設(shè)計(jì)工程. 2018(17)
[8]基于混合遺傳算法的有效路徑求解[J]. 劉蘭芬,楊信豐. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(11)
[9]基于多約束條件的改進(jìn)遺傳算法路徑規(guī)劃[J]. 賀盼博,鄔春學(xué). 軟件導(dǎo)刊. 2018(07)
[10]改進(jìn)遺傳模擬退火算法在TSP優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 何慶,吳意樂(lè),徐同偉. 控制與決策. 2018(02)
碩士論文
[1]南昌臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)航空物流業(yè)發(fā)展路徑研究[D]. 柳語(yǔ).南昌航空大學(xué) 2017
[2]湍流模式理論的機(jī)器學(xué)習(xí)研究[D]. 米俊亦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于遺傳模擬退火算法的航班著陸調(diào)度問(wèn)題[D]. 崔雪源.華中師范大學(xué) 2015
本文編號(hào):3015921
本文鏈接:http://sikaile.net/guanlilunwen/wuliuguanlilunwen/3015921.html
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