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求解约束多目标优化问题的全局和局部可行解搜索。 (英语) Zbl 07752476号

摘要:约束多目标优化问题(CMOP)是一个具有挑战性的问题,因为约束导致可行域的复杂性,特别是当面临较小的可行域、多个可行域和复杂的可行域分布时。现有算法难以平衡种群收敛性、多样性和可行性。针对这一问题,提出了一种基于全局和局部可行解搜索的约束多目标进化算法框架。该框架分为三个阶段,并提出了一种自适应方法来决定何时切换搜索状态。在前两个阶段,种群的进化相对自由,不受约束限制。在这两个阶段,人群中可行的解决方案被保存在可行性池中,用于环境选择。在这些阶段,FeasiblePool不会影响进化中的种群。在第一阶段,该框架使用全局搜索算子来充分探索决策空间,并确定决策空间中可行解的大致范围。在第二阶段,框架使用本地搜索操作符来增强FeasiblePool在此确定范围内的多样性。在最后一个阶段,框架重用这些优秀的可行解信息来指导种群进化,同时考虑约束。在四个基准套件和三个实际应用程序上,将该框架与四种最先进的约束多目标算法进行了比较。完整的实验结果表明,该框架在解决CMOP问题上具有很强的竞争力。

MSC公司:

90C29型 多目标规划
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 邹,J。;Yang,X.先生。;刘,Z。;刘,J。;张,L。;Zheng,J.,基于偏好选择的多目标双层优化算法,用于解决能源枢纽系统规划问题,能源,第120995页,(2021)
[2] Tan,B。;马,H。;梅,Y。;Zhang,M.,web服务位置分配问题的进化多目标优化,IEEE Trans。服务。计算。,14, 2, 458-471 (2018)
[3] Lee,L.H。;Tan,K.C。;Ou,K。;Chew,Y.H.,《车辆容量规划系统:带时间窗的车辆路径问题的案例研究》,IEEE Trans。系统。人类网络。,A部分,系统。哼哼,第33页,第2169-178页(2003年)
[4] Deb,K.,《使用进化算法的多目标优化》,第16卷(2001),John Wiley&Sons·Zbl 0970.90091号
[5] Deb,K。;普拉塔普,A。;阿加瓦尔,S。;Meyarivan,T.,一种快速的精英多目标遗传算法:NSGA-II,IEEE Trans。进化。计算。,6, 2, 182-197 (2002)
[6] Zitzler,E。;Laumanns,M。;Thiele,L.,SPEA2:改进强度Pareto进化算法(2001),TIK-report 103
[7] 张,Q。;Li,H.,MOEA/D:基于分解的多目标进化算法,IEEE Trans。进化。计算。,11, 6, 712-731 (2007)
[8] 陈,H。;Wu,G。;佩德里茨,W。;Suganthan,P.N。;Xing,L。;Zhu,X.,基于目标空间分区的多目标优化的自适应资源分配策略,IEEE Trans。系统。人类网络。系统。,51, 3, 1507-1522 (2019)
[9] Takahama,T。;Sakai,S.,ε约束自适应差分进化的有效约束优化,(IEEE进化计算大会(2010),IEEE),1-8
[10] Woldesenbet,Y.G。;Yen,G.G。;Tessema,B.G.,多目标进化优化中的约束处理,IEEE Trans。进化。计算。,13, 3, 514-525 (2009)
[11] Tessema,B。;Yen,G.G.,基于自适应罚函数的约束优化算法,(2006年IEEE进化计算国际会议(2006),IEEE),246-253
[12] Wang,Y。;Cai,Z.,将多目标优化与差分进化相结合来解决约束优化问题,IEEE Trans。进化。计算。,16, 1, 117-134 (2012)
[13] Runarsson,T.P。;Yao,X.,约束进化优化的随机排序,IEEE Trans。进化。计算。,4, 3, 284-294 (2000)
[14] Wu,G。;佩德里茨,W。;Suganthan,P.N。;Mallipeddi,R.,处理等式约束的进化算法的变量约简策略,应用。软计算。,37, 774-786 (2015)
[15] Song,A。;Wu,G。;Suganthan,P。;Pedrycz,W.,《自动变量减少》,IEEE Trans。进化。计算。(2022)
[16] Qu,B.Y。;Suganthan,P.N.,具有约束处理方法集合的约束多目标优化算法,工程优化。,43, 4, 403-416 (2011)
[17] Wu,G。;文,X。;Wang,L。;佩德里茨,W。;Suganthan,P.,基于投票机制的约束处理技术集成框架,IEEE Trans。进化。计算。(2021)
[18] Joines,J.A。;Houck,C.R.,《关于使用非平稳惩罚函数用遗传算法解决非线性约束优化问题》,(第一届IEEE进化计算会议论文集。IEEE计算智能世界大会(1994),IEEE),579-584
[19] Young,N.,约束多目标问题中跨不可行区域的混合排序,(国际计算智能建模、控制和自动化会议和国际智能代理、网络技术和互联网商务会议(CIMCA-IAWTIC’06),第2卷(2005),IEEE),191-196
[20] 马,Z。;Wang,Y。;Song,W.,进化约束多目标优化的新适应度函数,IEEE Trans。系统。人类网络。系统。(2019)
[21] 风扇,Z。;方,Y。;李伟(Li,W.)。;蔡,X。;魏,C。;Goodman,E.,MOEA/D,基于角度的约束优势原则,用于约束多目标优化问题,应用。软计算。,74, 621-633 (2019)
[22] 马丁内斯,S.Z。;Coello,C.A.C.,基于分解的约束多目标优化多目标进化算法,(2014 IEEE进化计算大会(CEC)(2014),IEEE),429-436
[23] 杨,Z。;蔡,X。;Fan,Z.,《约束多目标优化问题的Epsilon约束方法:一些初步结果》,(2014年遗传与进化计算年会(2014)相关出版物论文集),1181-1186
[24] 刘,Z.-Z。;Wang,Y.,处理决策空间和目标空间中具有约束的多目标优化问题,IEEE Trans。进化。计算。,23, 5, 870-884 (2019)
[25] 风扇,Z。;李伟(Li,W.)。;蔡,X。;李,H。;魏,C。;张,Q。;Deb,K。;Goodman,E.,解决约束多目标优化问题的推拉搜索,Swarm Evol。计算。,44, 665-679 (2019)
[26] 田,Y。;Zhang,Y。;苏,Y。;张,X。;Tan,K.C。;Jin,Y.,约束进化多目标优化中的平衡目标优化和约束满足,IEEE Trans。赛博。(2021)
[27] 风扇,Z。;李伟(Li,W.)。;蔡,X。;黄,H。;方,Y。;你,Y。;莫,J。;魏,C。;Goodman,E.,针对具有大不可行区域的cmops的MOEA/D中改进的ε约束处理方法,软计算。,212491-12510(2019年)
[28] 朱,Q。;张,Q。;Lin,Q.,一种具有检测和逃逸策略的约束多目标进化算法,IEEE Trans。进化。计算。,24, 5, 938-947 (2020)
[29] 李凯。;陈,R。;Fu,G。;Yao,X.,约束多目标优化的双存档进化算法,IEEE Trans。进化。计算。,23, 2, 303-315 (2018)
[30] 田,Y。;张,T。;肖,J。;张,X。;Jin,Y.,约束多目标优化问题的协同进化框架,IEEE Trans。进化。计算。,25, 1, 102-116 (2020)
[31] 刘,B。;马,H。;张,X。;周瑜,一种用于约束优化的模因协同进化差分进化算法,(2007 IEEE进化计算大会(2007),IEEE),2996-3002
[32] Coello,C.A.C.,工程优化问题的自适应惩罚方法的使用,计算。印度,41,2,113-127(2000)
[33] Huang,F.-z。;Wang,L。;He,Q.,约束优化的有效协同进化差分进化,应用。数学。计算。,186, 1, 340-356 (2007) ·Zbl 1114.65061号
[34] Wang,J。;梁,G。;Zhang,J.,约束多目标优化的合作微分进化框架,IEEE Trans。赛博。,49, 6, 2060-2072 (2018)
[35] 明,M。;特里维迪,A。;王,R。;Srinivasan,D。;Zhang,T.,基于双种群的约束多目标优化进化算法,IEEE Trans。进化。计算。(2021)
[36] 张凯。;徐,Z。;谢S。;Yen,G.G.,基于进化策略的向量均衡多目标进化算法,IEEE Trans。赛博。(2020)
[37] 博斯曼,P.A。;Thierens,D.,《多目标进化算法中接近性和多样性之间的平衡》,IEEE Trans。进化。计算。,7, 2, 174-188 (2003)
[38] 马,Z。;Wang,Y.,进化约束多目标优化:测试集构造和性能比较,IEEE Trans。进化。计算。,23, 6, 972-986 (2019)
[39] Jain,H。;Deb,K.,使用基于参考点的非支配排序方法的进化多目标优化算法,第二部分:处理约束并扩展到自适应方法,IEEE Trans。进化。计算。,18, 4, 602-622 (2013)
[40] 风扇,Z。;李伟(Li,W.)。;蔡,X。;李,H。;魏,C。;张,Q。;Deb,K。;Goodman,E.,困难可调整和可扩展的约束多目标测试问题工具包,Evol。计算。,28, 3, 339-378 (2020)
[41] 萨哈,A。;Ray,T.,等式约束多目标优化,(2012年IEEE进化计算大会(2012),IEEE),1-7
[42] Zitzler,E。;Thiele,L.,《多目标进化算法:比较案例研究和强度Pareto方法》,IEEE Trans。进化。计算。,3, 4, 257-271 (1999)
[43] Deb,K。;Agrawal,R.B.,连续搜索空间的模拟二进制交叉,复杂系统。,9, 2, 115-148 (1995) ·Zbl 0843.68023号
[44] Deb,K。;Goyal,M.,《工程设计的组合遗传自适应搜索》,J.Compute。科学。通知。,26, 30-45 (1996)
[45] 李,H。;Zhang,Q.,复杂Pareto集的多目标优化问题,MOEA/D和NSGA-II,IEEE Trans。进化。计算。,13, 2, 284-302 (2008)
[46] Asafuddoula,M。;雷·T。;Sarker,R。;Alam,K.,嵌入MOEA/D的自适应约束处理方法,(2012年IEEE进化计算大会(2012),IEEE),1-8
[47] 科埃罗,C.C。;Pulido,G.T.,使用微遗传算法的多目标结构优化,结构。多磁盘。最佳。,30, 5, 388-403 (2005)
[48] 雷·T。;Liew,K.,多目标设计优化的群隐喻,工程优化。,3414-153(2002年)
[49] Deb,K。;普拉塔普,A。;Moitra,S.,使用精英非支配排序遗传算法进行多目标机械部件设计,(《自然》并行问题解决国际会议(2000),施普林格),859-868
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