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启发式和元启发式算法在求解可行域为圆弧边界的约束Weber问题中的应用。 (英语) Zbl 1426.90262号

摘要:可行解的连通区域以圆弧为界的连续平面设施选址问题是约束Weber问题的一个特例。该问题是一个具有非凸可行约束集的连续优化问题。本文建议对四种元启发式算法进行适当的修改,这些算法是为了解决这类非凸优化问题而定义的。此外,还将这些算法与其他算法以及启发式算法进行了比较。对人工蜂群算法、萤火虫算法及其最近提出的约束优化改进版本进行了适当修改,并将其应用于案例研究。为了与元启发式方法进行比较,还实现了基于改进Weiszfeld过程的启发式算法。得到的数值结果表明,元启发式算法可以成功地应用于解决这一问题的实例最多500个约束。在这四种算法中,人工蜜蜂算法的改进版本在解的质量、鲁棒性和计算效率方面是最有效的。

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90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
90B80型 离散位置和分配

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参考文献:

[1] 法拉哈尼,R.Z。;Hekmatfar,M.,《设施位置:概念、模型、算法和案例研究》(2009),德国柏林:施普林格-弗拉格出版社,德国柏林
[2] 韦伯,A.,Ueber den Standort der Industrien,《埃斯特·泰尔:标准理论》,(1909),德国图宾根:J.C.B.Mohr,德国图宾根
[3] Wesolowsky,G.,《韦伯问题:历史与视角》,《位置科学》,第1期,第5-23页,(1993年)·Zbl 0923.90110号
[4] Drezner,Z。;克拉姆罗斯,K。;Schöbel,A。;Wesolowsky,G.O.,《韦伯问题》,设施位置,1-36,(2002),德国柏林:施普林格,德国柏林·Zbl 1041.90023号
[5] Stanimirović,P.S。;奇·伊里奇,医学硕士。;哈萨克斯坦,洛杉矶。;Osinuga,I.A.,基于提升度量的单设施Weber位置问题,事实大学出版社。系列:数学与信息学,27,2175-190,(2012)·兹比尔1299.90227
[6] 爱,R.F。;特鲁斯科特,W.G。;Walker,J.,《设施位置:模型和方法》,《国际机器学习和控制论杂志》,纽约北荷兰州,(1988)
[7] 魏斯菲尔德(Weiszfeld,E.),《南点-南点-最小距离》(Sur le point Sur lequel la somme des distances de n points donnes est minimum),东北数学杂志,43,1,335-386,(1937)
[8] 瓦尔迪,Y。;Zhang,C.-H.,Fermat-WEBer定位问题的改进Weiszfeld算法,数学规划,90,3,Ser。A、 559-566,(2001)·Zbl 0990.65064号 ·doi:10.1007/PL00011435
[9] Szegedy,C.,组合拉普拉斯算子的一些应用,(2005),波恩大学·Zbl 1093.05040号
[10] Hansen,P。;Mladenović,N。;Taillard,E.,多源Weber问题的启发式解作为一个中位数问题,运筹学快报,22,2-3,55-62,(1998)·Zbl 0911.90240号 ·doi:10.1016/S0167-6377(98)00004-2
[11] Gonzalez-Martin,S。;费雷尔,A。;Juan,A.A。;Riera,D.,通过偏置随机启发式解决非光滑圆弧布线问题,智能系统与计算进展,262451-462,(2014)·doi:10.1007/978-3-319-04630-333
[12] 甘多米,A.H。;Yang,X.-S。;Talatahari,S。;Alavi,A.H。;甘多米,A.H。;Yang,X.-S。;Talatahari,S。;Alavi,A.H.,建模和优化中的元启发式算法,《结构和基础设施中的元启发应用》,1-24,(2013),Elsevier·Zbl 1241.90193号
[13] 马蒂,R。;Reinelt,G.,《线性排序问题:组合优化中的精确和启发式方法》,175,(2011),美国纽约州纽约市:Springer,纽约州纽约州美国·Zbl 1213.90005号 ·doi:10.1007/978-3-642-16729-4
[14] Afshar,A。;马苏米,F。;Afshar,A。;Mariño,M.A.,《蚁群优化在水资源管理中应用的最新进展》,《水资源管理》,29,11,3891-3904,(2015)·doi:10.1007/s11269-015-1016-9
[15] Banks,A。;文森特·J。;Anyakoha,C.,粒子群优化综述。I.背景和发展,自然计算。《国际期刊》,6,4,467-484,(2007)·兹比尔1125.90065 ·doi:10.1007/s11047-007-9049-5
[16] 小费斯特,I。;Perc,M。;Kamal,S.M。;Fister,I.,基于混沌的萤火虫算法综述:视角和研究挑战,应用数学与计算,252155-165,(2015)·Zbl 1338.90470号 ·doi:10.1016/j.amc.2014.12.006
[17] 费斯特,I。;Yang,X.S。;费斯特,D。;杨新社,《布谷鸟搜索:简要文献综述》,布谷鸟检索与萤火虫算法:理论与应用,49-62,施普林格国际出版社
[18] 费斯特,I。;费斯特,I。;Yang,X.-S。;Brest,J.,《萤火虫算法综合评述》,《群体与进化计算》,13,1,34-46,(2013)·doi:10.1016/j.swevo.2013.06.001
[19] 卡拉博加,D。;Gorkemli,B。;Ozturk,C。;Karaboga,N.,《综合调查:人工蜂群(ABC)算法和应用》,《人工智能评论》,42,21-57,(2014)·doi:10.1007/s10462-012-9328-0
[20] 比拉尔,M。;Shams-ur-Rehman,M。;Jaffar,M.A.,《重建:针对空间变化退化的图像恢复》,《智能计算评论》,第3、4、220-232页,(2013年)
[21] Siarry,P.,《信号和图像处理优化》(2009),Wiley-ISTE·Zbl 1168.90001号
[22] 杨,X。;Chien,S.F。;Ting,T.O.,《计算智能和元启发式算法及其应用》,《科学世界杂志》,2014年,(2014)·doi:10.1155/2014/425853
[23] 费斯特,I。;Yang,X.-S。;费斯特,I。;布雷斯特,J。;Fister,D.,《自然启发优化算法的简要回顾》,Elektrotechniški Vestnik,80,3,1-7,(2013)
[24] 多里戈,M。;马尼佐,V。;Colorni,A.,《蚂蚁系统:协作代理群体的优化》,IEEE系统、人与控制论汇刊B:控制论,26,1,29-41,(1996)·数字标识代码:10.1109/3477.484436
[25] 莫汉,B.C。;Baskaran,R.,《一项调查:基于蚁群优化的若干工程领域的最新研究和实施》,《应用专家系统》,39,4,4618-4627,(2012)·doi:10.1016/j.eswa.2011.09.076
[26] Tavares Neto,R.F。;Godinho Filho,M.,《蚁群优化应用于调度问题的文献综述:实施指南和未来研究方向》,人工智能工程应用,26,1,150-161,(2013)·doi:10.1016/j.engappai.2012.03.011
[27] 肯尼迪,J。;Eberhart,R.,粒子群优化,IEEE神经网络国际会议论文集(ICNN’95)·doi:10.1109/ICNN.1995.488968
[28] Banks,A。;文森特·J。;Anyakoha,C.,粒子群优化综述。{二} ●●●●。混合、组合、多准则和约束优化,以及指示性应用,自然计算。《国际期刊》,7,1,109-124,(2008)·Zbl 1148.68375号 ·doi:10.1007/s11047-007-9050-z
[29] A.哈雷。;Rangnekar,S.,《粒子群优化及其在太阳能光伏系统中的应用综述》,《应用软计算杂志》,13,5,2997-3006,(2013)·doi:10.1016/j.asoc.2012.11.033
[30] 阿凯,B。;Karaboga,D.,用于实际参数优化的改进人工蜂群算法,信息科学,192120-142,(2012)·doi:10.1016/j.ins.2010.07.015
[31] Karaboga,D.,《基于蜜蜂群的数值优化思想》,技术报告-TR06,(2005),埃尔西耶大学工程学院,计算机工程系
[32] Baykasoglu,A。;Ozbakir,L.公司。;Tapkan,P。;Chan,F.T.S。;Tiwari,M.K.,人工蜂群算法及其在广义指派问题中的应用,Swarm Intelligence,Focus on Ant and Particle Swarm Optimization,113-144,(2007),奥地利维也纳:I-Tech Education and Publishing,奥地利维也纳
[33] 张,S。;Liu,S.,一种用于函数优化的新型人工蜂群算法,工程数学问题,2015,(2015)·Zbl 1394.90586号 ·doi:10.1155/2015/129271
[34] 梁,Y。;万,Z。;Fang,D.,用于求解约束优化问题的改进人工蜂群算法,国际机器学习与控制论杂志,8,3,739-754,(2017)·doi:10.1007/s13042-015-0357-2
[35] Sharma,T.K。;Pant,M.,Shuffled Artificial Bee Colony Algorithm,软计算,1-20,(2016)·doi:10.1007/s00500-016-2166-2
[36] Yang,X.S.,《多模态优化的萤火虫算法》,《随机算法:基础与应用》。《随机算法:基础与应用》,计算机科学讲义,5792169-178,(2009),柏林斯普林格·Zbl 1260.90164号 ·doi:10.1007/978-3642-04944-6_14
[37] 甘多米,A.H。;Yang,X.-S。;Alavi,A.H.,使用萤火虫算法的混合变量结构优化,计算机与结构,89,23-24,2325-2336,(2011)·doi:10.1016/j.compstruc.2011.08.002
[38] 黄,M。;袁杰。;Xiao,J.,一种适用于具有模糊活动持续时间的产品开发项目调度的改进firefly算法,工程数学问题,2015,(2015)·doi:10.1155/2015/973291
[39] Yang,X.-S。;Deb,S.,通过Lévy航班进行布谷鸟搜索,世界自然与生物启发计算大会会议记录(NABIC’09)·doi:10.1109/NABIC.2009.5393690
[40] Lin,Y。;张,C。;Liang,Z.,使用维距离的混合因子杜鹃搜索算法,工程数学问题,2016,(2016)·doi:10.1155/2016/4839763
[41] Yildiz,A.R.,铣削操作中选择最佳加工参数的杜鹃搜索算法,国际先进制造技术杂志,64,1–4,55-61,(2013)·doi:10.1007/s00170-012-4013-7
[42] Hakan Akyüz,M。;奥肯,T。;Kuban Altinel,I.,《单体和多体容量受限多设施韦伯问题的波束搜索启发式》,计算机与运筹学,40,12,3056-3068,(2013)·Zbl 1348.90394号 ·doi:10.1016/j.cor.2013.07.013
[43] 蒋J.-L。;Yuan,X.-M.,约束多源Weber问题的启发式算法——变分不等式方法,欧洲运筹学杂志,187,2,357-370,(2008)·Zbl 1149.90091号 ·doi:10.1016/j.jor.2007.02.043
[44] Kazakovtsev,L.A.,可行区域以弧为界的约束Weber问题的算法,Facta Universitatis。系列:数学与信息学,28,3,271-284,(2013)·兹比尔1340.90161
[45] 路易斯,M。;Salhi,S。;Nagy,G.,容量受限多源Weber问题的基于区域拒绝的启发式,计算机与运筹学,36,62007-2017,(2009)·Zbl 1179.90333号 ·doi:10.1016/j.cor.2008.06.012
[46] Manzour-Al-Ajdad,S.M.H。;托拉比,S.A。;Eshghi,K.,《单源容量受限多设施韦伯问题——迭代两阶段启发式算法》,计算机与运筹学,39,7,1465-1476,(2012)·Zbl 1251.90257号 ·doi:10.1016/j.cor.2011.08.018
[47] 比肖夫,M。;Klamroth,K.,《基于遗传算法的带障碍Weber问题的有效求解方法》,《欧洲运筹学杂志》,177,1,22-41,(2007)·Zbl 1111.90064号 ·doi:10.1016/j.ejor.2005.10.061
[48] Ghaderi,A。;Jabalameli,M.S。;Barzinpour,F。;Rahmaniani,R.,解决无容量连续位置分配问题的高效混合粒子群优化算法,网络与空间经济学,12,3,421-439,(2012)·Zbl 1332.90145号 ·doi:10.1007/s11067-011-9162-y
[49] Gharravi,H.G。;Farham,M.S.,《将元启发式方法应用于带多边形障碍的单设施选址问题》,《国际元启发式杂志》,3,4,348,(2014)·doi:10.1504/IJMHEUR.2014.068915
[50] Saleh Farham,M。;苏拉尔,H。;Iyigun,C.,《有入口和出口的拥挤地区的韦伯问题》,计算机与运筹学,62177-183,(2015)·Zbl 1348.90417号 ·doi:10.1016/j.cor.2014.10.014
[51] 北卡罗来纳州爪哇人。;塔瓦科利·莫哈达姆,R。;Amiri-参考,M。;Shiripour,S.,带线约束的多周期最小位置重定位问题的两个元神经网络,国际先进制造技术杂志,71,5-8,1033-1048,(2014)·doi:10.1007/s00170-013-5511-y
[52] Mohammadi,N。;Malek,M.R。;Alesheikh,A.A.,基于遗传算法的容量多源Weber问题的新解决方案,国际计算智能系统杂志,3,5,514-521,(2010)·doi:10.1080/187568981.2010.99727718
[53] 卡拉博加,D。;Akay,B.,用于约束优化问题的改进人工蜂群(ABC)算法,应用软计算杂志,11,3,3021-3031,(2011)·doi:10.1016/j.soc.2010.12.001
[54] Brajevic,I.,基于交叉的约束优化问题人工蜂群算法,神经计算与应用,26,7,1587-1601,(2015)·doi:10.1007/s00521-015-1826-y
[55] Brajevic,I。;Ignjatović,J.,混合变量结构优化问题的增强firefly算法,事实大学出版社。系列:数学与信息学,30,4,401-418,(2015)·Zbl 1474.90436号
[56] 哈萨克斯坦,洛杉矶。;Stanimirovic,P.S.,基于初始费用的Weber问题的算法,应用数学与信息学杂志,33,1-2,157-172,(2015)·Zbl 1319.90013号 ·doi:10.14317/jami.2015.57
[57] Drezner,Z。;斯科特,C。;Song,J.-S.,《重新审视中央仓库位置问题》,IMA管理数学杂志,14,4,321-336(2004),(2003)·Zbl 1093.90021号 ·doi:10.1093/imaman/14.4.321
[58] Hansen,P。;彼得斯,D。;Thisse,J.F.,约束韦伯问题的算法,管理科学,28,11,1285-1295,(1982)·Zbl 0512.90038号 ·doi:10.1287/mnsc.28.11.285
[59] Hansen,P。;彼得斯,D。;Thisse,J.-F.,《约束位置与韦伯-罗尔斯问题》,《北韩数学研究》,59,C,147-166,(1981)·Zbl 0469.90027号 ·doi:10.1016/S0304-0208(08)73463-7
[60] 卡拉博加,D。;Basturk,B.,《解决约束优化问题的人工蜂群(ABC)优化算法》,德国柏林:施普林格-弗拉格出版社,德国柏林·Zbl 1149.90186号
[61] Deb,K.,遗传算法的一种有效约束处理方法,应用力学与工程中的计算机方法,186,2-4,311-338,(2000)·Zbl 1028.90533号 ·doi:10.1016/S0045-7825(99)00389-8
[62] Yang,X.S.,自然启发元启发式算法,(2010),英国:Luniver出版社,英国
[63] Yang,X.-S。;Deb,S。;卢姆斯,M。;Karamanoglu,M.,《自校正优化算法框架》,神经计算与应用,23,7-8,2051-2057,(2013)·doi:10.1007/s00521-013-1498-4
[64] Mezura-Montes,E。;Coello Coello,C.A.,《自然激励数值优化中的约束处理:过去、现在和未来》,Swarm和进化计算,1,4,173-194,(2011)·doi:10.1016/j.swevo.2011.10.001
[65] 默尼克,M。;刘,S.-H。;卡拉博加,D。;Crepinšek,M.,《通过提供一种新的实现来澄清在比较人工蜂群算法的变体时的误解》,信息科学,291115-127,(2015)·Zbl 1355.68238号 ·doi:10.1016/j.ins.2014.08.040
[66] 费斯特,I。;杨,X。;布雷斯特,J。;Fister,I.,使用四元数表示的改进萤火虫算法,应用专家系统,40,18,7220-7230,(2013)·doi:10.1016/j.eswa.2013.06.070
[67] Mezura-Montes,E。;Cetina-Domínguez,O.,用于约束数值优化的改进人工蜂群的实证分析,应用数学与计算,218,22,10943-10973,(2012)·Zbl 1284.90079号 ·doi:10.1016/j.amc.2012.04.057
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