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求解旅行商问题的改进局部搜索混沌离散粒子群优化算法
  • ISSN号:1001-9081
  • 期刊名称:《计算机应用》
  • 时间:0
  • 分类:TP301.6[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] 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:江南大学理学院,江苏无锡214122
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61402201); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(1142050205135260,JUSRP51317B); 江苏省自然科学青年基金资助项目(BK20130117)
中文摘要:

针对基本离散粒子群优化(DPSO)算法收敛速度慢、易于陷入局部最优等问题,提出了一种基于优秀系数的局部搜索混沌离散粒子群优化(ILCDPSO)算法并用于求解旅行商问题(TSP)。基于轮盘赌选择原理,给每段路径设定一个合理的优秀系数,以提高短边被选择的概率,从而有利于提高算法的寻优能力和收敛速度;为了进一步提高解的精确性,在算法机制中添加了局部搜索策略,通过调整每个城市在给定邻域内的城市路径,提高算法的局部搜索能力;另外,在算法的迭代公式中加入了混沌序列来提高粒子的随机性和多样性,增强了算法的全局搜索能力。最后用国际通用的TSP数据库(TSPLIB)中的若干经典实例对算法进行了测试,并与粒子群优化(PSO)算法、改进的PSO(IPSO)算法和混沌PSO(CPSO)算法等进行了比较。实验数据显示,在相同的实验条件下,与其他算法相比,ILCDPSO算法获得最优解的平均迭代次数较少且获得最优解的次数比例最高。研究结果表明,加入优秀系数后,ILCDPSO算法在收敛速度、全局寻优能力以及稳定性方面均优于其他算法。

英文摘要:

In view of the drawbacks of the standard Discrete Particle Swarm Optimization( DPSO) algorithm such as slow convergence speed and easily trapping into local optima, an Improved Local-search-based Chaotic Discrete Particle Swarm Optimization( ILCDPSO) algorithm based on excellence coefficient was proposed and then applied to Traveling Salesman Problem( TSP). In this algorithm, each edge was assigned an appropriate excellence coefficient based on the principle of roulette selection. This helped to improve the selection probability of short edge, thus improving the optimization ability and convergence speed of the algorithm. In order to further improve the accuracy of solution, a local search strategy was employed such that the exploration ability of the algorithm could be improved by adjusting the routes of cities in the given neighborhood for each city. Moreover, a chaotic sequence was integrated into the iteration formula to enhance the randomness and diversity of particles and hence increasing the global searching ability of the proposed algorithm. Finally the algorithm was evaluated by some typical instances in the internationally commonly used library of TSP( TSPLIB) and compared with Particle Swarm Optimization( PSO) algorithm, Improved Particle Swarm Optimization( IPSO) algorithm, and Chaotic Particle Swarm Optimization( CPSO) algorithm, etc. The experiment data show that, under the same experimental conditions, ILCDPSO can achieve optimal solutions with less average iterations than other algorithms and has the highest ratio of number for obtaining optimal solutions. The research results indicate that ILCDPSO algorithm performs better than other algorithms in terms of convergence speed, global optimization ability and stability, and it is a comparatively potential intelligent algorithm for solving TSP.

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期刊信息
  • 《计算机应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:四川省计算机学会中国科学院成都分院
  • 主编:张景中
  • 地址:成都市人民南路四段九号科分院计算所
  • 邮编:610041
  • 邮箱:xzh@joca.cn
  • 电话:028-85224283
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9081
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1307/TP
  • 邮发代号:62-110
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊一等奖,国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵双奖期刊,中文核心期刊,中国科技核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:53679