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基于整数规划与演化优化混合的护士排班问题求解算法
  • ISSN号:1001-3695
  • 期刊名称:《计算机应用研究》
  • 时间:0
  • 分类:TP181[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]东莞理工学院计算机学院,广东东莞523808, [2]华南理工大学软件学院,广州510006
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61370102); 广东省自然科学基金资助项目(S2012010010613); 珠江科技新星项目(2012J2200007); 东莞市高等院校科研机构科技计划项目(2011108102015,2012108102035,2012108102007)
中文摘要:

护士排班问题(nurse rostering problem,NRP)是多约束条件下的NP难优化问题,目前大多数算法难以在计算时间和求解质量之间达到较好的平衡。针对此难题,提出一种基于整数规划(integer programming,IP)与演化优化(evolutionary optimization algorithm,EA)混合的一种算法机制,分两步对护士排班问题进行求解。第一步采用IP算法求解简化后的NRP,得到一个高质量的初始解;第二步则在初始解的基础上采用演化算法进一步优化而得到更优的结果。实验结果表明,以中国式护士排班问题为例,对比IP+VNS(variable neighborhood search)和hybrid EA等四类主流算法,IP+EA混合算法能求得更高质量的解。因此,在此类NP难问题的求解上,IP+EA混合算法比其他四类算法具有更明显的优势和效果。

英文摘要:

NRP is a NP-hard optimization problem with multiple constraints. Many algorithms are difficult to make a balance between computational time and solution quality to solve NRP problems. For this problem, this paper proposed a hybrid algorithm framework of integer programming and evolutionary optimization to solve NRP problems following two steps. First, it used the integer programming to solve a brief NRP to produce high-quality initial solutions. Second, it optimized the initial solutions by evolutionary algorithm in advance to achieve an improvement. The experimental results of Chinese NRP indicate that the hybrid IP + EA algorithm is able to obtain solutions of higher quality than IP + VNS, hybrid EA and other two popular algorithms. Therefore, on solving this type of NP-hard problem, the hybrid IP + EA algorithm is more efficient than the other four algorithms.

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期刊信息
  • 《计算机应用研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术厅
  • 主办单位:四川省计算机研究院
  • 主编:刘营
  • 地址:成都市成科西路3号
  • 邮编:610041
  • 邮箱:arocmag@163.com
  • 电话:028-85210177 85249567
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3695
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1196/TP
  • 邮发代号:62-68
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,国内计算技术类重点核心期刊,国内外著名数据库收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,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:60049