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一种有效混合量子进化算法求解带容量约束的车辆路径优化问题

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计算机集成制造系统 2015年第4期21卷 1101-1113页

作者：曹高立胡蓉钱斌吴丽萍昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系云南昆明650500 云南省计算机技术应用重点实验室云南昆明650500

针对带容量约束的车辆路径优化问题,提出一种有效混合量子进化算法。设计了基于二维量子位观测模型和可见度的解生成方式,实现了由该模型引导的全局搜索,将其用于发现解空间中的优质解区域;构造了一种基于客户间距离相近度的交换操作来... 详细信息

针对带容量约束的车辆路径优化问题,提出一种有效混合量子进化算法。设计了基于二维量子位观测模型和可见度的解生成方式,实现了由该模型引导的全局搜索,将其用于发现解空间中的优质解区域;构造了一种基于客户间距离相近度的交换操作来提高解的质量;提出基于问题性质的交换和逆转操作来构造两阶段混合变邻域局部搜索,可对优质解区域进行快速细致的搜索,使算法的全局和局部搜索能力得到平衡。通过不同规模经典测试问题上的仿真实验和算法比较,验证了所提算法的有效性和鲁棒性。

关键词：量子计算车辆路径优化问题混合量子进化算法量子位观测模型两阶段混合变邻域局部搜索

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一种新的混合量子进化算法

计算机科学 2008年第2期35卷 166-170页

作者：解平李斌庄镇泉中国科学技术大学电子科学与技术系合肥230027

量子进化算法(QEA)用于多峰函数优化时,容易陷入局部最优。本文提出一种新的混合量子进化算法,通过双编码机制(经典二进制编码和量子概率编码),以及经典交叉和量子概率编码更新策略,实现了经典遗传算法与量子进化算法的有机结合,在发挥... 详细信息

量子进化算法(QEA)用于多峰函数优化时,容易陷入局部最优。本文提出一种新的混合量子进化算法,通过双编码机制(经典二进制编码和量子概率编码),以及经典交叉和量子概率编码更新策略,实现了经典遗传算法与量子进化算法的有机结合,在发挥经典遗传算法全局优化能力的同时,利用量子概率搜索提高了算法的局部搜索能力。通过一组典型函数优化实验对该算法的性能进行了考察,并与QEA进行了比较。结果表明,本文算法在解的质量和收敛速度上都要优于QEA。

关键词：量子进化算法混合量子进化算法函数优化

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混合量子进化算法及其应用

漯河职业技术学院学报 2007年第3期6卷 13-14页

作者：姚爱萍郑学锋许昌卫生学校河南许昌461000

将量子进化算法(QEA)和粒子群优化算法(PSO)相互结合,提出了两种混合量子进化算法:嵌入式粒子群量子进化算法(PSEQEA)和量子二进制粒子群优化算法(QBPSO),并通过对多用户检测问题的应用,表明新的算法不仅操作更简单,而且全局搜索能力有... 详细信息

将量子进化算法(QEA)和粒子群优化算法(PSO)相互结合,提出了两种混合量子进化算法:嵌入式粒子群量子进化算法(PSEQEA)和量子二进制粒子群优化算法(QBPSO),并通过对多用户检测问题的应用,表明新的算法不仅操作更简单,而且全局搜索能力有了显著的提高。

关键词：量子进化算法粒子群优化算法混合量子进化算法

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基于混合量子进化算法的变电站规划优化方法

电子制作 2016年第11期24卷 59-59,65页

作者：范玉森国网山东省电力公司章丘市供电公司

随着我国工业经济得快速发展,用电量的增加,使得变电站建设的数量越来越多,进而使变电站的选址及分布存在一些问题,不能使变电站发挥其最大的供电作用,所以现在提出了一些基于混合量子进化算法的变电站规划方法,以提高变电站的工作效率。

关键词：混合量子进化算法变电站规划优化方法

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一种改进的网络控制系统中混合量子进化算法

现代电子技术 2013年第8期36卷 1-3页

作者：屈正庚商洛学院计算机科学系陕西商洛726000

提出了一种针对双层网络学习系统体系结构的新的混合量子克隆进化算法(HQCEA)。这种特殊的体系结构能达到更好的控制性能、更好的抗干扰能力并增强了对各种环境的适应性,优化了网络传输周期,增强了函数求解空间的多样性,并能有效地避免... 详细信息

提出了一种针对双层网络学习系统体系结构的新的混合量子克隆进化算法(HQCEA)。这种特殊的体系结构能达到更好的控制性能、更好的抗干扰能力并增强了对各种环境的适应性,优化了网络传输周期,增强了函数求解空间的多样性,并能有效地避免陷入局部最优解。因此,网络资源得到合理分配以减少延迟和丢包,改进带有通信约束的网络利用。根据结果表明:HQCEA方法克服了传统QEA方法的缺点,而且能够在更短的时间内成功处理多峰连续函数以及复杂装置。

关键词：多目标优化混合量子进化算法网络控制系统混合量子克隆进化算法

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多车型动态需求车辆路径问题建模及优化

计算机集成制造系统 2010年第3期16卷 543-550页

作者：张景玲赵燕伟王海燕介婧王万良浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310012 浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310012

针对现代物流配送系统中客户需求动态变化、配送中心车型多样化以及车辆行驶路线开放式的特点,建立了多车型开放式动态需求车辆路径问题的两阶段数学规划模型。制定了相应的"预优化路线调度"和"实时动态调度"的两阶段求解策略,提出了混... 详细信息

针对现代物流配送系统中客户需求动态变化、配送中心车型多样化以及车辆行驶路线开放式的特点,建立了多车型开放式动态需求车辆路径问题的两阶段数学规划模型。制定了相应的"预优化路线调度"和"实时动态调度"的两阶段求解策略,提出了混合2-OPT量子进化算法的求解方法,设计了一种将常用的整数编码转换为量子比特的编码方法,每一个染色体都代表一种行车路线方案,对于量子进化算法求得的行车路线方案,引入2-OPT优化方法,对线路内的子路径进行局部调整,进一步提高了算法的收敛速度。最后通过实例测试及与其他算法的比较,验证了该方法的有效性。

关键词：物流车辆路径动态需求多车型两阶段模型混合量子进化算法

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制造企业装配线物料准时配送优化研究

制造企业装配线物料准时配送优化研究

作者：任星球浙江工业大学

学位级别：硕士

随着市场竞争的日益加剧,制造企业面临产品周期变短、市场变化莫测等难题,企业为了适应市场的需求而越来越趋向于多品种小批量的柔性生产。但是产品种类多、产品间差异小、状态变化快等特点导致生产线尤其是装配线的物料配送困难。在正... 详细信息

随着市场竞争的日益加剧,制造企业面临产品周期变短、市场变化莫测等难题,企业为了适应市场的需求而越来越趋向于多品种小批量的柔性生产。但是产品种类多、产品间差异小、状态变化快等特点导致生产线尤其是装配线的物料配送困难。在正确的时间,将正确的物料配送至正确的工位是保证装配线生产顺利进行的关键。因此,研究高效的装配线物料配送模式及其方法对面向多品种小批量生产的“拉式”生产具有重大意义。本文的主要研究目的是从物料配送的角度,寻求适合制造企业装配线“拉式”生产的物料准时配送模式及其具体方法。本文的主要工作和成果如下：1.阐述了课题的研究背景与意义,综述了制造企业装配线物料配送理论研究现状;综述了装配线物料配送的模型构建与算法研究现状,以及本文采用的量子进化算法的研究进展。2.分析装配型企业特点及其在物料配送中存在的问题,并且对装配线上的物料进行了分类;分析了不同物料的配送特点,对装配线物料进行了分类,提出了针对JIT物料的供应商配送以及针对缓存区物料的带缓存区的物料配送。3.以某汽车总装线的缓存区物料配送系统作为研究对象,分析其现有配送模式下存在的问题,提出本文的优化方法,包括物料分类、牵引车配送路径优化、看板控制库存;分析工位段的缓存区物料需求的时间窗类型,建立牵引车物料配送的带时间窗的车辆路径数学模型;为更好地求解,将总装线的工位划分为若干工位段;在上述优化的基础上,提出总装线的基于看板的缓存区物料准时配送方案。4.设计混合量子进化算法：在基本量子进化算法的基础上,选择量子旋转门作为量子门进化算子,加入2-OPT局部优化算法以优化出现交叉时的子路径,选择单点量子交叉进一步优化种群;采用两个算例进行检验,结果表明本文算法能够快速求解带时间窗的车辆路径问题;运用此算法求解了上文建立的该汽车总装线的牵引车物料配送的带时间窗的车辆路径模型。5.采用IDEF0方法对牵引车物料配送过程进行建模分析,运用面向对象的eM-Plant仿真软件,在确定装配线生产节拍、总装线工位段布局、工位段物料需求、牵引车物料配送路线等输入参数后,对优化前后的该条总装线生产及其物料配送分别进行仿真,结果表明通过本文提出的优化策略能提高工位段的设备利用率,有效控制线边库存,降低物料配送成本,提高生产率等。6.对全文的主要研究工作进行了总结,展望了下一步的研究工作。

关键词： “拉式”生产物料准时配送看板车辆路径混合量子进化算法 eM-Plant

基于求解车辆路径问题的混合智能优化算法研究

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基于求解车辆路径问题的混合智能优化算法研究

作者：曹高立昆明理工大学

学位级别：硕士

车辆路径问题(Vehicle Routing Problem, VRP)具有大规模、不确定、多目标等复杂因素,对其相关调度算法的研究一直是学术界和工业界的热点课题。根据约束条件不同可将VRP划分成不同的调度问题,其中VRP问题的简单模型是旅行商问题TSP(Tra... 详细信息

车辆路径问题(Vehicle Routing Problem, VRP)具有大规模、不确定、多目标等复杂因素,对其相关调度算法的研究一直是学术界和工业界的热点课题。根据约束条件不同可将VRP划分成不同的调度问题,其中VRP问题的简单模型是旅行商问题TSP(Traveling Salesman Problem, TSP);VRP问题的普遍应用模型是带容量约束车辆路径问题CVRP (Capacitated Vehicle Routing Problem, CVRP);VRP问题目前研究最多的模型是带时间窗约束车辆路径问题VRPTW (Vehicle Routing Problem with Time Windows, VRPTW).已证明几乎所有VRP问题都具有NP-hard属性,智能算法是求解NP问题的有效方法。其中,遗传算法是一类强调基因层次进化的随机优化算法,通过个体的评价和遗传算子等操作,利用优质解信息指导算法搜索;蚁群算法是一类吸收蚂蚁觅食行为特征的随机优化算法,通过蚁群的反馈和协同机制,构造概率搜索方法,实现对求解目标的优化。量子进化算法是一种新型的群智能算法,通过量子门的量子比特旋转,指导算法实现个体进化。本文分别应用遗传算法求解TSP问题,量子进化算法求解CVRP问题,蚁群算法求解VRPTW问题。(1)针对TSP问题,第二章提出一种混合遗传算法HGA(Hybrid Genetic Algorithm, HGA)进行求解。本算法提出一种多元化选择策略,多样化的择优标准避免基本遗传的早熟现象;又设计一种新型的遗传算子操作方式引导算法进化,用于克服标准遗传算子操作的随机性,降低个体评价次数,从而有效提高算法搜索的效率。(2)针对CVRP问题,第三章提出一种有效混合量子进化算法EHQEA(Effective Hybrid Quantum Evolutionary Algorithm, EHQEA)进行求解。首先,设计了基于2维量子位观测模型和可见度的解生成方式,实现由该模型引导的全局搜索;然后,构造了一种基于客户间距离相近度的交换操作来提高解的质量;最后,提出了基于问题性质的交换(Interchange)和逆转(Inverse)操作来构造两阶段混合变邻域局部搜索,使得算法的全局和局部搜索能力得到平衡。(3)针对VRPTW问题,第四章提出一种有效混合量子蚁群算法(Effective HybridQuantum Ant Colony Algorithm, EHQACA)进行求解。首先,设计一种基于2维量子位观测模型、2维量子蚂蚁概率模型和VRPTW时间窗性质的观测规则,引导量子蚂蚁进行全局搜索;然后,改进了量子位模型的更新机制,根据个体评价值差异实现量子位观测模型的差分更新,提高量子位观测模型的精确性;最后,提出一种基于时间窗性质的最小代价的插入(Insert)和交换(Exchange)规则优化配送车辆数,同时设计了一种HOA方法优化车辆配送总里程,增强算法在多约束条件下的局部搜索能力。本文所提算法均采用国际标准问题进行测试,大量仿真实验和比较验证了所提混合智能优化算法的有效性和鲁棒性。

关键词：车辆路径问题混合遗传算法混合量子进化算法混合量子蚁群算法

集装箱码头内外集卡调度系统建模及优化算法研究

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集装箱码头内外集卡调度系统建模及优化算法研究

作者：陆游浙江工业大学

学位级别：硕士

随着码头竞争的日益激烈,码头的管理者面对着诸多的难题：岸边装卸运输效率低下导致船舶停靠时间过长、码头道路堵塞、信息更新不及时等。因此码头在运输方面的效率亟待提高,而集装箱卡车(以下简称集卡)运输调度水平的高低已经成为影响... 详细信息

随着码头竞争的日益激烈,码头的管理者面对着诸多的难题：岸边装卸运输效率低下导致船舶停靠时间过长、码头道路堵塞、信息更新不及时等。因此码头在运输方面的效率亟待提高,而集装箱卡车(以下简称集卡)运输调度水平的高低已经成为影响集装箱运输效率的关键因素。这就需要在改进传统管理调度理念的基础之上,研究新型的调度模式,建立新型集卡调度系统,提升码头企业的竞争力。本文以集装箱码头集卡优化调度为研究对象,利用码头区域的RFID监控,研究了内集卡的共享式动态调度问题和外集卡的分离式调度问题,并分别采用变领域禁忌搜索算法和量子进化算法对上述两类问题进行求解,最后给出了集卡调度实验平台的设计方案。本文具体的研究工作如下： 1.介绍了本课题的研究背景与意义,通过调研国内外集装箱码头车辆系统的发展现状,分析了国内外码头运输车辆调度存在的调度方法模式落后、信息采集效率低等问题,并由此引出课题的主要研究内容。 2.根据集装箱码头物流系统的特点,对码头车辆调度问题进行了优化分析,设计了内集卡的共享式动态调度模式和外集卡的分离式调度模式,并对码头RFID监控方案和集卡调度实验平台进行了构建。 3.在内集卡共享式动态调度模式的基础上,考虑了集卡工作效率和船舶装卸任务时间窗,针对码头集卡服务建立了最小化成本模型。根据问题的实际情况提出了变邻域禁忌搜索算法进行静态和动态求解。最后通过算例测试,运用不同算法进行了结果的比较。 4.在对外集卡分离式调度模式的基础上,建立了该问题的数学模型,设计了一种基于QEA求解Pareto解的运算方案。为避免早熟和加速收敛,引入了节点交换局部搜索策略。最后通过算例测试,与原先的模式和其他算法进行了比较。 5.对集卡调度实验平台进行了开发描述和总体设计,对平台进行了模块化分类设计,并对各模块进行了分析。 6.对本文的主要研究内容进行了系统的总结,并对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：码头集卡共享式动态调度变领域策略拖车拖架分离混合量子进化算法调度实验平台