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广义旅行商问题(Generalized Traveling Salesman Problem,简称GTSP)是比旅行商问题(Traveling Salesman Problem,简称TSP)更为复杂的一类组合优化问题,TSP可视为GTSP的特例。GTSP较TSP能提供更精确的实际问题模型,有着更广泛的应用领域,但相对于TSP的研究而言,至今GTSP的研究成果甚少。
基于广义染色体的遗传算法(Generalized Chromosomes Genetic Algorithm,GCGA),是目前最有效的求解GTSP的方法之一。在遗传算法的过程中的,变异概率是很低的,相对来说交叉算子是影响染色体多样性的最关键算子。GCGAA在迭代过程中,头部染色体只能通过变异算子产生不同于初始化种群的新个体,搜索的范围有局限性。本文提出一种新的二进制与十进制混合编码算法(Hybrid Chromosome Genetic Algorithm,HCGA),改进了交叉算子,具有更强的搜索能力。经过TSP问题库内的基准问题的测试得到了较好的数据结果。同时,本文提出类似于遗传算法模式理论的特征分析理论,通过特征分析,从理论上证明了新的算法HCGA的交叉算子搜索范围更加广泛,更有可能找到全局最优解。然后通过数据测试证明了由特征分析理论得出的结果。
按照费用函数满足约束条件的不同,可以把广义旅行商问题分为两类。目前,对GTSP解法的研究主要是面向费用函数满足三角不等式的第一类问题,而对于费用函数不满足三角不等式的第二类问题,则研究的比较少。本文针对第二类GTSP问题,提出了在广义染色体中加入虚顶点的新遗传算法。经过14个TSP问题库内的基准问题的测试表明,新算法得到了较好的数据结果。