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一种高质量的领域无关前向规划剪枝策略
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]电子科技大学中山学院计算机学院,广东中山528402, [2]中山大学信息科学与技术学院软件研究所,广州510275, [3]广东商学院数学与计算科学学院,广州510320
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(60773201,60970042)及电子科技大学中山学院博士科研启动基金(410YKQ03)资助.
中文摘要:

前向启发式搜索和放宽规划方法被很多领域无关的规划器所采用,被认为是一种有效的规划范型.FF规划器利用放宽规划图计算状态的启发式估值,并提取有利动作集合进行前向搜索的剪枝.但过大的有利动作集合造成了过多的消耗.文中提出了一种新的高质量的领域无关剪枝策略.该策略根据放宽规划图的动作层和命题层之间的关系,提取出所谓的直接效用动作集合,此集合之外的其它动作都被剪枝.直接效用动作集合比FF的有利动作集合更加精简,更具启发性,能指导前向搜索集中在那些离目标更近的状态.根据直接效用动作作者开发了一种新的lookahead搜索邻居,并应用在改进后的增强型爬山搜索算法中,使得前向搜索具备良好的前瞻性.当增强型爬山法失败时,采取一种从局部极小值重启完备搜索的策略以保持系统完备性.通过对国际规划大赛基准问题的测试表明,基于该剪枝策略及前向搜索算法实现的前向规划系统有效地缩小了搜索空间,搜索的节点数目比FF的有利动作策略明显要少,搜索效率有显著的提升.

英文摘要:

Forward-chaining heuristic search combining with relaxed planning approach is considered as an effective planning paradigm and widely adopted in many domain-independent planners, such as FF. Relaxed Planning Graph is used in FF planning system to compute heuristic estimate and extract helpful actions for further pruning the forward search space. This paper presents a new and high-quality domain-independent pruning strategy for forward-chaining planning. The strategy extracts directly-used actions from relaxed planning graph based on the relations between action layers and proposition layers. Then other actions out of the set of directly-used actions are pruned. The set of directly-used actions is more reduced and more informative than the set of helpful actions, and thus the search can focus on those promising states closer to goal. We also develop an extended lookahead search neighborhood based on directly-used actions and incorpo- rate it into the modified EHC algorithm which is used in FF. This makes forward search more foresighted. Moreover, when EHC fails, a new search restarting strategy from local minimal is applied in order to preserve completeness and improve search effort. Experiments in the STRIPS benchmark domains of IPC show that our pruning strategy along with the algorithms decreases the search space effectively, with less search nodes and clear better performance than the helpfulaction pruning strategy used in the state-of-the-art planner FF.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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