带提交时间的单机调度问题研究

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带提交时间的单机调度问题已知所有任务的执行时间和提交时间。任务必须在提交时间之后开始执行,并且在执行过程中不能被其他任务抢占。目标是减少所有任务的完成时间总和。该问题标记为1|rj|∑Cj。该问题已经被证明是NP-hard。目前使用精确算法求解该问题遇到了瓶颈,基于启发式和元启发式方法的研究是当前热点。  由于主导性质在精确算法中表现出强大的减枝效果,主导性质被应用到了启发式DH(Dominance-based Heuristics)算法中。DH算法是构造型算法,每次在迭代过程中通过ECT(Earliest Completion time)规则找到下个任务,加到部分任务序列末尾,再利用主导性质对部分任务序列优化。DH算法可以在O(n2)的时间内完成。为了达到更好的减枝效果,DH算法放大了主导性质的使用范围,放大的参数需要实验确定。实验结果证明了DH算法在运行时间上比同类型算法快很多,并且可以取得满意的解。  迭代局部搜索(Iterated Local Search,ILS)算法是一个基本的元启发式算法。将ILS算法应用到1|rj|∑Cj问题中,需要选择合适的局部搜索算法和适当的扰动强度。对此,VN_ILS(variable neighborhood,ILS)算法使用了变邻域的局部搜索技术,当一种邻域无法找到改进解时,换成另一种邻域。在局部搜索中使用了新的位置最优法,相比之前的首次改进法和最优改进法,该方法既保证了解的质量又提高了速度。实验结果说明VN_ILS在解的质量上要优于RBS算法,差于GRBS;在速度上VN_ILS要优于GRBS,对于大规模算例,时间上也要优于RBS。
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