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冗余及监控混合策略的优化配置算法研究

计算机研究与发展 2016年第3期53卷 682-696页

作者：何盼谭春袁月吴开贵中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 重庆大学计算机学院重庆400044

大数据环境中监控和冗余混合策略的采用引起资源优化配置模型的状态空间膨胀,进化搜索算法在整型与非整型变量结合的解空间中的搜索效率有待提高,为此提出了基于搜索邻域分析的三元组模因算法.在分析了监控频率等参数变化对组件及系统... 详细信息

大数据环境中监控和冗余混合策略的采用引起资源优化配置模型的状态空间膨胀,进化搜索算法在整型与非整型变量结合的解空间中的搜索效率有待提高,为此提出了基于搜索邻域分析的三元组模因算法.在分析了监控频率等参数变化对组件及系统可靠性增长影响的基础上,针对监控频率提出了基于变长邻域的近邻生成方法,针对策略选项提出了与组件关联的近邻生成方法.采用模因算法框架并改进了局部搜索算子,通过组件间的迭代搜索在保持个体优势的同时增大搜索范围.该算法能够用于求解混合策略下的组件保障措施选项及相应优化配置参数;与现有多策略搜索算法相比,在相同可靠性约束下,该算法能够得到消耗更低的资源配置结果;局部搜索策略对算法稳定性未造成明显影响.

关键词：冗余度分配监控资源分配可靠性优化模因算法敏感度分析

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带冲突图的着色旅行商问题模型与算法

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 135-144页

作者：徐文强周扬名王喆华东理工大学信息科学与工程学院上海200237 上海交通大学中美物流研究院上海200030

着色旅行商问题是多旅行商问题的一个重要变种,它被广泛地应用于带有重叠区域的多机工程系统。现有的着色旅行商问题难以有效应对带冲突的场景,这种冲突通常表现为两个城市不允许被同一旅行商访问。受带冲突图的组合优化问题的启发,提... 详细信息

着色旅行商问题是多旅行商问题的一个重要变种,它被广泛地应用于带有重叠区域的多机工程系统。现有的着色旅行商问题难以有效应对带冲突的场景,这种冲突通常表现为两个城市不允许被同一旅行商访问。受带冲突图的组合优化问题的启发,提出了带冲突图的着色旅行商问题,且给出了其形式化的表达。带冲突图的着色旅行商问题是一个NP难问题,精确算法求解器CPLEX仅能在小规模问题实例上获得问题的最优解。为了求解更大规模的实例,提出了一个有效的模因算法。该模因算法采用了自适应大规模邻域搜索算子。对比模因算法和精确算法,模因算法在20个小规模实例中的9个结果更好,在18个实例上展现了其远超精确算法的求解速度。而比较模因算法和其他启发式算法,模因算法在全部14个中等规模实例上均取得了更好结果。此外,消融实验结果验证了模因算法中自适应大规模领域搜索算子的有效性。

关键词：旅行商问题冲突图组合优化进化计算模因算法

可再生和传统两类能源互补供能的双目标低碳项目调度

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计算机集成制造系统 2024年

作者：陈良威张静文田宝峰陈志西北工业大学管理学院

依托面向订单设计(ETO)生产方式下的现实场景，从引入可再生能源的新视角，拓展了仅用传统能源供能的项目调度问题。首先，以最小化项目工期和碳排放量为目标函数，构建了包含可再生和传统两类能源互补供能的双目标多模式资源受限项目... 详细信息

依托面向订单设计(ETO)生产方式下的现实场景，从引入可再生能源的新视角，拓展了仅用传统能源供能的项目调度问题。首先，以最小化项目工期和碳排放量为目标函数，构建了包含可再生和传统两类能源互补供能的双目标多模式资源受限项目调度优化模型(RE-MRCPSPM)；其次，提出了依据染色体不同特征进行差异化操作的模因算法，为提高初始种群质量，基于多种优先级规则进行种群初始化，使用改进的相似块顺序交叉策略提升种群多样性，针对迭代过程中所得解的特点设计了分区搜索机制；最后，通过不同规模数值仿真测试，验证了所提算法对求解RE-MRCPSPM问题的有效性以及将可再生能源纳入项目执行过程以减少碳排放的可行性。研究结论表明，将可再生能源作为项目执行过程中的供能来源，以项目工期和碳排放量两个目标形成的Pareto前沿解集合中，两极点的碳排放量平均降低约20%(项目工期最短)和34%(项目工期最长)。另外，求得的Pareto前沿集合为项目经理权衡决策项目工期和碳排放量提供定量化依据。

关键词：可再生能源双能互补项目调度双目标优化模因算法

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物联网边缘计算资源分配模糊建模与优化研究

小型微型计算机系统 2020年第9期41卷 1878-1886页

作者：郭荣佐邓涵文陈芳莹黄君四川师范大学计算机科学学院成都610101 四川工商职业技术学院经济与管理系四川都江堰611830

针对物联网边缘计算资源分配问题,提出模糊多目标优化资源分配算法.先对物联网边缘计算架构进行设计,提出一种含有虚拟化控制器的边缘网关型物联网边缘计算系统架构.然后,利用模糊优化理论,建立了物联网边缘计算系统资源分配模糊多目标... 详细信息

针对物联网边缘计算资源分配问题,提出模糊多目标优化资源分配算法.先对物联网边缘计算架构进行设计,提出一种含有虚拟化控制器的边缘网关型物联网边缘计算系统架构.然后,利用模糊优化理论,建立了物联网边缘计算系统资源分配模糊多目标函数模型,利用非线性六角模糊数对目标函数进行求解,提出了多目标向单目标转换算法和一种基于改进遗传算法的模因算法对模糊目标函数进行优化.最后,对所提出的物联网边缘计算系统资源分配的模糊优化方法进行实验和仿真,并与禁忌搜索元启发式算法、捕食搜索算法和多目标遗传算法进行对比仿真,本文算法在系统时延、边缘设备平均能耗、满意度等方面,都得到比较优异的资源分配结果.

关键词：资源分配模糊优化模因算法边缘计算物联网

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基于PSO-MAs算法的产品组合问题研究

运筹与管理 2014年第1期23卷 116-122页

作者：胡忠义鲍玉昆熊涛华中科技大学管理学院湖北武汉430074

针对多约束的产品组合问题,提出一种基于PSO的Memetic算法。该算法首先运用约束理论识别并剔除非瓶颈约束,然后基于伪效用比率设计了一个局部搜索算法,并将其加入到PSO算法的种群进化中,以增强PSO算法的局部学习能力。通过对算法在小规... 详细信息

针对多约束的产品组合问题,提出一种基于PSO的Memetic算法。该算法首先运用约束理论识别并剔除非瓶颈约束,然后基于伪效用比率设计了一个局部搜索算法,并将其加入到PSO算法的种群进化中,以增强PSO算法的局部学习能力。通过对算法在小规模和大规模算例中测试,表明该算法在小规模问题中优于许多已有算法,同时能在相对较短地时间内更有效地求解较大规模产品组合问题。因此本文提出的基于PSO的Memetic算法可以用来有效地求解实际中的产品组合问题。

关键词：运筹学产品组合模因算法约束理论粒子群算法

无线网络中具有MEC的多UAV飞行轨迹优化

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计算机工程与设计 2023年第10期44卷 2916-2925页

作者：贾哲松王高才广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004

搭载有移动边缘计算(MEC)设备的无人机(UAV)群可辅助无线网络,因此,考虑一个UAV集群的系统模型,其中UAVs从基地出发通过无线信息传输(WIT)系统为用户提供通信服务,完成任务之后UAVs返回基地。针对该系统,着重探讨UAV巡航轨迹与通信延迟... 详细信息

搭载有移动边缘计算(MEC)设备的无人机(UAV)群可辅助无线网络,因此,考虑一个UAV集群的系统模型,其中UAVs从基地出发通过无线信息传输(WIT)系统为用户提供通信服务,完成任务之后UAVs返回基地。针对该系统,着重探讨UAV巡航轨迹与通信延迟的关系,以及UAV的最佳巡航速度。将UAV集群通信延迟的优化分为任务节点的分组、访问排序和飞行轨迹的转折点求解共3个子问题,构建相关的数学建模。提出一种基于模因算法(MA)框架的元启发式算法,通过大量的仿真实验验证了所提算法的优越性。

关键词：无线通信移动边缘计算多无人机路径优化任务分配聚类算法模因算法

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考虑负荷均衡的居家医疗护理路径与调度

控制工程 2023年第4期30卷 680-686页

作者：王伟付亚平浦徐进丁锋张吉珂青岛大学商学院山东青岛266000 江南大学商学院江苏无锡214000

随着人口老龄化的日益加剧以及公共卫生资源的短缺,养老问题已经引起社会的广泛关注。居家医疗护理模式能够缓解因人口老龄化引起的医疗资源紧缺的局面。以居家医疗护理人员路径与调度问题为研究对象,考虑医护人员工作负荷的均衡需求以... 详细信息

随着人口老龄化的日益加剧以及公共卫生资源的短缺,养老问题已经引起社会的广泛关注。居家医疗护理模式能够缓解因人口老龄化引起的医疗资源紧缺的局面。以居家医疗护理人员路径与调度问题为研究对象,考虑医护人员工作负荷的均衡需求以及服务对象对服务水平要求的不同,建立了以最小化医护人员总工作时间为目标的机会约束规划模型。针对该问题的特点,设计了基于全邻域搜索的模因算法进行求解。在算例实验中,所提模型与算法给出了较优的解决方案,与其他方法的对比结果进一步表明了所提模型与算法的有效性。所提模型与算法为解决居家医疗护理人员路径与调度问题提供了思路。

关键词：居家医疗护理路径与调度模因算法邻域搜索

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基于多链路无线传感器网络的级联模型及算法

兰州理工大学学报 2023年第2期49卷 96-102页

作者：王勋王斐儒商国旭赤峰学院物理与智能制造工程学院内蒙古赤峰024000

目前关于无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)级联失效的研究主要集中在单链路网络上,很少涉及多链路网络.基于此,提出一种基于多链路无线传感器网络的级联模型,并提出了模因算法(memetic algorithms,MAS)来优化多链路布局,... 详细信息

目前关于无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)级联失效的研究主要集中在单链路网络上,很少涉及多链路网络.基于此,提出一种基于多链路无线传感器网络的级联模型,并提出了模因算法(memetic algorithms,MAS)来优化多链路布局,以抵抗级联失效.在新的网络平衡度量“多向网络熵”基础上设计了局部搜索操作算子.仿真表明,所提出的级联模型能够表征多链路WSNs的级联过程,可有效提高系统稳定性能.与现有算法相比,所提的MAS可在短时间内获得更稳定的布局方案.

关键词：级联失效链路容量模因算法多链路网络

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模糊柔性作业车间调度模型及优化算法研究

模糊柔性作业车间调度模型及优化算法研究

作者：李纲湖南大学

学位级别：硕士

柔性作业车间调度问题(FJSP)广泛存在于工业、制造业领域,并逐渐成为学者的研究热点。目前大多数研究人员将FJSP考虑为确定性问题,然而由于工人技能水平差异以及机器和刀具的老化磨损等问题,导致加工时间等参数存在模糊性。此外,伴随企... 详细信息

柔性作业车间调度问题(FJSP)广泛存在于工业、制造业领域,并逐渐成为学者的研究热点。目前大多数研究人员将FJSP考虑为确定性问题,然而由于工人技能水平差异以及机器和刀具的老化磨损等问题,导致加工时间等参数存在模糊性。此外,伴随企业间协作生产模式的快速发展,开展分布式柔性作业车间调度问题(DFJSP)研究有利于企业整合资源,满足客户需求。现有DFJSP缺乏对不确定性问题的研究,从而导致对实际生产过程产生一定影响。因此,本文主要研究内容如下:(1)建立了两种模糊车间调度问题模型。首先,将工件加工时间用三角模糊数表示并分析了三角模糊数的相关运算法则;其次,研究了工件加工时间具有模糊性的模糊柔性作业车间调度问题(FFJSP)并将加工时效指标作为调度目标;最后,以最小化模糊完工时间、最小化二氧化碳排放总量为优化目标,建立了多目标模糊分布式柔性作业车间调度问题(MFDFJSP)模型,并且为了降低二氧化碳排放总量,设计了一种在机器处于空闲状态下的开关机策略。(2)设计了一种用于求解FFJSP调度问题的改进鲸鱼优化算法(IWOA)。简要概述了鲸鱼优化算法(WOA)的数学建模过程。针对FFJSP调度问题,构造了一种调度解与鲸鱼个体相互转换的机制,采用全局选择、局部选择和随机产生(GLR)的初始化方法提高初始种群质量,并在WOA优化算法中融合局部搜索方法,增加了算法的空间搜索能力。采用田口正交实验方法选择了IWOA优化算法的最佳参数组合。通过对比试验,验证了IWOA优化算法的有效性,创新了FFJSP调度问题的求解方法。(3)提出了一种用于求解MFDFJSP调度问题的改进模因算法(IMA)。给出了IMA优化算法框架,针对问题特性与目标特征设计了融合GLR初始化方法和基于二氧化碳排放量总体全局最小的初始化方法,并且构造了交叉操作、变异操作以及包括四种邻域结构的局部搜索操作。设计了15个适合于MFDFJSP调度问题的算例,并根据田口正交实验选择了IMA优化算法的最佳参数组合。通过自身对比,验证了设计的初始化操作和局部搜索操作的求解优势;通过与NSGA-Ⅱ和MOPSO优化算法对比,证明IMA优化算法在求解MFDFJSP调度问题上的有效性和优越性。

关键词：模糊分布式柔性作业车间二氧化碳排放开关机策略改进鲸鱼优化算法模因算法