Разработка и исследование алгоритмов муравьиной колонии для решения задач оптимального размещения предприятий
Диссертация
Значительное внимание в диссертации уделяется простейшей задаче размещения и задаче о р-медиане на минимум. Для их решения разработаны алгоритмы муравьиной колонии, основанные на искусственном муравье, представляющем собой вероятностую модификацию жадного алгоритма спуска. Доказаны некоторые асимптотические свойства предложенных алгоритмов. В работе также рассматривается задача размещения… Читать ещё >
Список литературы
- Агеев А.А. О сложности задач минимизации полиномов от булевых переменных // Управляемые системы. — Новосибирск, 1983. — Вып. 23. — С. 3−19.
- Агеев А.А. Точные и приближенные алгоритмы для задач размещения: обзор последних достижений // Материалы конференции. Новосибирск: Изд-во ИМ СО РАН, 1998. — С. 4−10.
- Александров Д.А. Алгоритм муравьиной колонии для задачи о минимальном покрытии // Труды XI междунар. Байкальской школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения», Т. З, Иркутск, 1998. — С. 17−20.
- Бахтин А.Е., Колоколов А. А., Коробкова З. В. Дискретные задачи производственно-транспортного типа. Новосибирск: Наука, 1978. — 160 с.
- Береснев B.JI. Эффективный алгоритм для задачи размещения производства с вполне уравновешенной матрицей // Дискретный анализ и исследование операций, Серия 1, 1998, том 5, N1. — С. 20−31.
- Береснев B. JL, Гимади Э. Х., Дементьев В. Т. Экстремальные задачи стандартизации. Новосибирск, 1978. — 333 с.
- Булатов В.П. Методы погружения в задачах оптимизации. — Новосибирск: Наука, 1977. 161 с.
- Валеева А.Ф., Аглиуллин М. Н. Алгоритм муравьиной колонии для задач двухмерной упаковки: результаты вычислительного эксперимента // Труды XIII Байкальской международной школы-семинара, Иркутск, Байкал, 2005. Т.1. — С. 429−434.
- Гидоян JI.K., Трубин В. А. О некоторых классах задач размещения деревьев на цепи // Кибернетика, 1991, N2. С. 76−79.
- Гимади Э.Х. Задачи стандартизации с данными произвольного знака и связными, квазивыпуклыми и почти квазивыпуклыми матрицами // Управляемые системы, Новосибирск, 1987. Вып. 27. С. 3−11.
- Гимади Э.Х. Обоснование априорных оценок качества приблио/сен-ного решения задачи стандартизации // Управляемые системы. -Новосибирск, 1987. Вып.27. — С. 12−27.
- Гончаров Е.Н. Метод ветвей и границ для простейшей двухуровневой задачи размещения предприятий // Дискретный анализ и исследование операций, Серия 2, 1998, том 5, N1. С. 19−39.
- Гончаров Е.Н., Кочетов Ю. А. Вероятностный жадный алгоритм с ветвлением для многостадийной задачи размещения // Труды XI междунар. Байкальской школы-семинара «Методы потимиза-ции и их приложения», Иркутск, Байкал, 1998. С. 121−124.
- Горбачевская JI.E., Кочетов Ю. А. Вероятностная эвристика для двухуровневой задачи размещения If Труды XI междунар. Байкальской школы-семинара «Методы потимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 1998. С. 249−252.
- Гришухин В.П. Полиномиальность в простейшей задаче размещения. // Препринт ЦЭМИ АН СССР. М.: 1987. 64 с.
- Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и трудпорешае-мые задачи./ Пер. с англ. М.: Мир. — 1982. — 416 с.
- Дементьев В.Т., Ерзин А. И., Ларин P.M., Шамардин Ю. В. Задачи оптимизации иерархических структур. ~ Изд-во НГУ, Новосибирск, 1996. 167 с.
- Емеличев В.А., Ковалев М. М., Кравцов М. К. Многогранники, графы, оптимизация. М.: Наука, 1981. — 344с.
- Еремеев А.В. Генетический алгоритм для задачи о минимальном покрытии // Материалы конф. Новосибирск: Изд-во ИМ СО РАН, 1998. — С. 21−24.
- Еремин И.И., Мазуров В. Д., Астафьев Н. Н. Несобственные задачи линейного выпуклого программирования. М.: Наука, 1983. — 336с.
- Живетьева И.А., Леванова Т. В. Анализ градиентных алгоритмов решения задачи о р-медиане на основе крутизны целевой функции II Матер, междунар. конф. «Дискретный анализ и исследование операций». Новосибирск, 2000. С. 167.
- Заблоцкая О.А. L-разбиение многогранника стандартизации // Моделирование и оптимизация систем сложной структуры: Меж-вуз. сб. научн. труд./ Омск: ОмГУ, 1987. С. 151−154.
- Забудский Г. Г. О минимаксной и минисуммной задачах размещения на плоскости с запрещенными областями // Труды XIII Байкальской международной школы-семинара «Методы потимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 2005. Т.1. — С. 455−460.
- Заозерская Л.А., Китриноу Е., Колоколов Задача оптимального размещения центров телекоммуникаций в регионе // Труды XI Байкальской международной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 2005. Т.1. — С. 469−476.
- Ильев В.П. Оценка точности алгоритма жадного спуска для задачи минимизации супермодулярной функции // Дискретный анализ и исследование операций. Серия 1. — 1998. — Т.5. — N4. — С. 45−60.
- Ильев В.П., Леванова Т. В. Анализ градиентного алгоритма минимизации супермодулярной функции на матроиде // Труды XI междунар. Байкальской школы-семинара «Методы потимизации и их приложения», 1998. Т.1. — С. 143−146.
- Ричард М. Карп. Сводимость комбинаторных проблем // Кибернетический сборник, 12, М.: Мир, 1975. С.16−38.
- Ковалев М.М. Дискретная оптимизация (целочисленное программирование). Минск: БГУ, 1977. — 192 с.
- Колоколов А.А. Выпуклые множества с альтернирующим L-разбиением // Моделирование и оптимизация систем сложной структуры: Межвуз. сб. научн. труд./ ОмГУ. Омск, 1987. -С. 144−150.
- Колоколов А.А. Применение регулярных разбиений в целочисленном программировании // Изв. вузов. Математика, 1993, N 12. С. 11−30.
- Колоколов А.А. Регулярные разбиения и отсечения в целочисленном программировании. // Сиб. журнал исслед. операций. Новосибирск. — 1994. — Т.1, N 2. — С.18−39.
- Колоколов А.А., Леванова Т. В. Алгоритмы декомпозиции и перебора L-классов для решения некоторых задач размещения. // Вестник Омского ун-та. Омск: ОмГУ, 1996. — N 1. -С.21−23.
- Кочетов Ю.А. Вероятностные методы локального поиска для задач дискретной оптимизации // Дискретная математика и ее приложения: Сборник лекций молодежных научных школ по дискретной математике и ее приложениям. М.: МГУ, 2001. — С. 84−117.
- Кочетов Ю.А., Младенович Н., Хансен П. Локальный поиск в комбинаторной оптимизации: достижения и перспективы j j Материалы конф. «Проблемы оптимизации и экономические приложения». Омск: Изд-во Наследие. Диалог Сибирь, 2003. — С. 43−47.
- Кук С. А. Сложность процедур вывода теорем/ Кибернетический сборник, 12, М., Мир, 1975, с.5−15.
- Лбов Г. С. Выбор эффективной системы зависимых признаков // Вычислительные системы, 1965, вып. 19. С. 21−34.
- Леванова Т.В. Решение некоторых задач размещения на информационно-вычислительной сети // Информ. технологии и радиосети (ИНФОРАДИО'96): Междунар. науч. -практ. конф. Новосибирск: Изд-во ИМ СО РАН, 1998. — С. 44−47.
- Леванова Т.В. Двойственный жадный алгоритм для задачи о р-медиане и ее обобщений // Препринт 98−4. Омск: Омский госуниверситет, 1998. 13 с.
- Леванова Т.В. Алгоритмы решения одной задачи размещения на основе декомпозиции и перебора L-классов // В сб. докладов Междунар. конф. «Распределенные системы: оптимизация и приложения в экономике и науках об окружающей среде», 2000. С. 146— 149.
- Леванова Т.В., Лореш М. А. Алгоритм муравьиной колонии для задачи о р-медиане // Информационный бюллетень Ассоциации математического программирования. № 10. Научное издание. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. С. 172−173.
- Леванова Т.В., Лореш М. А. Алгоритмы муравьиной колонии и имитации отжига для задачи о р-медиане // Автоматика и телемеханика, N 3, 2004. С. 80−88.
- Леванова Т.В., Лореш М. А. Алгоритм муравьиной колонии и имитации отоюига для простейшей задачи размещения // Материалы конференции «Дискретный анализ и исследование операций», Новосибирск, 2002. С. 235.
- Леванова Т.В., Лореш М. А. Алгоритм муравьиной колонии для задачи размещения предприятий с ограничениями на мощности производства // Материалы конференции «Дискретный анализ и исследование операций», Новосибирск, 2004. С. 189.
- Леванова Т.В., Лореш М. А. О сходимости одного алгоритма муравьиной колонии для задачи о р-медиане // Труды XIII Байкальской международной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 2005. Т.1. — С. 535−541.
- Лореш М.А. Некоторые метаэвристики для задачи о р-медиане II Материалы Всероссийской научной молодежной конференции «Под знаком «Сигма», Омск, 2003. С. 11−12.
- Лореш М.А. Алгоритмы муравьиной колонии для простейшей задачи размещения: Препринт. Омск, ОмГУ, 2006. — 19 с.
- Лэсдон Л.С. Оптимизация больших систем. М.: Наука, 1975. -432 с.
- Мину М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы. М.: Наука., 1990. — 488 с.
- Мухачева Э.А. Обзор и перспективы развития комбинаторных методов решения задач раскроя и упаковки // Материалы российский конференции «Дискретный анализ и исследование операций». Новосибирск, 2002. — С. 80−87.
- Пащенко М.Г. Нижние оценки для целевой функции в динамической задаче выбора оптимального состава двухуровневой системы технических средств // Дискретный анализ и исследование операций, Серия 2, 1997, Т.4, N1. -С. 40−53.
- Пащенко М.Г. Лагранэюевы эвристики для задачи размещения с ограничениями на мощности // Труды XI международной Байкальской школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 1998. Т.1. — С. 175−178.
- Сергиенко И.В. Математические модели и методы решения задач дискретной оптимизации. Киев: Наук, дум., 1988. — 472 с.
- Схрейвер А. Теория линейного и целочисленного программирования./ Пер. с англ. В 2-х т. М.: Мир, 1991. — 702 с.
- Хачатуров В.Р. Математические методы регионального программирования. М.: Наука, 1989. — 304 с.
- Ху Т. С. Целочисленное программирование и потоки в сетях./ Пер. с англ. М., Мир, 1974. 519 с.
- Шевченко В.Н. Качественные вопросы целочисленного программирования. М.: Физматлит, 1995. — 190 с.
- Adolfson D., Ни Т.С. Optimal Linear Ordering // SIAM Jornal on Applied Mathematics. 1973. — V.25, N.3. — P.403−423.
- Ageev A.A., Sviridenko M.I. Approximation Algorithms for some Problems with cardinalyty-type contraints // Труды XI международной Байкальской школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 1998. С. 107−110.
- Ant Colony Optimization / Dorigo M., Stutzle Т., MIT Press, 2004.
- Badr A., Fahmy A. A proof of convergence for Ant algorithms // Information Sciences, 160, 2004. P. 267−279.
- Beasley J.E. An algorithm for solving large capacitated warehouse location problems // Europ. J. of Oper. Res. 1988. — 33. — P.314−325.
- Bonabeau E., Dorigo M., Theraulaz G. From Natural to Artificial Swarm Intelligence // Oxford University Press, 1999.
- Bullnheimer В., Hartl R.F., Strauss C. A New Rank Based Version of the Ant System: A Computational Study // Central European Journal for Operations Research 7(1), 1999. P. 25−38.
- Chvatal V. A greedy heuristic for the set-covering problem // Math. Oper. Res. 1979. — 4, N8. — P. 789−810.
- Chudak F.A. Improved approximation algorithms for uncapacitated facility location // IPC06 Proceedings, 1998.
- Colorny A., Dorigo M., Maniezzo V. Distributed optimization by ant colonies //In Proceedings of the First European Conference on Artificial Life, Elsevier, 1992. P. 134−142.
- Colorny A., Dorigo M., Maniezzo V., Trubian M. Ant system for job-shopscheduling // Belgian Journal of Operations Research, Statistics and Computer Science (JORBEL), 34, 1994. R 39−53,
- Cornuejols G., Fisher M.L. and Nemhauser G.L. Location of bank accounts to optimize float: An analytic study of exact and approximate algorithms // Management Science. 1977. — V. 23. — P. 789−810.
- Discrete Location Theory / Ed. by Pitu B. Mirchamdani and Richard L. Franscis, 1990, by John Wiley & Sons, Inc.
- Dorigo M. Optimization, Learning and Natural Algorithms // PhD thesis, Dipartimento di Electronica, Politecnico di Milano, IT, 1992 (in Italian).
- Dorigo M., Di Caro G., Gambardella L.M. Ant Algorithms for Discrete Optimization // Artificial Life, 1999. V.5(2). — P.137−172.
- Dorigo M., Gambardella L.M. Ant-Q: A reinforcement learning approach to the traveling salesman problem //In Proceedings of the Twelfth International Conference on Machine Learning, ML-95, Palo-Alto, 1995. P. 252−260.
- Dorigo M., Gambardella L.M. A study of some properties of Ant-Q //In Proceedings of PPSN-IV, Fourth International Conference on Parallel Problem Solving From Nature, Berlin: Springer-Verlag, 1996. P. 656−665.
- Dorigo M., Gambardella L.M. Ant colonies for the traveling salesman problem // BioSystems, 43, 1997. P. 73−81.
- Dorigo M., Gambardella L.M. Ant Colony System: A Cooperative Learning Approach to the Traveling Salesman Problem // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 1(1), 1997. P. 53−66.
- Dorigo M., Maniezzo V., Colorny A. Ant System: An Autocatalytic Optimizing Process // Report No. TR-91−016. Milan: Politecnico di Milano, 1991.
- Dorigo M., Maniezzo V., Colorny A. The ant system: Optimization by ' a colony of cooperating agents // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part B, 26(1), 1996. P. 29−41.
- Eremeev A.V. A Genetic Algorithm with a Non-Binary Representation for the Set Covering Problem. In Proceedings of OR'98, Springer-Verlag, 1999. P. 175−181.
- Gambardella L.M., Dorigo M. Solving symmetric and asymmetric TSPs by ant colonies //In Proceedings of the IEEE Conference on Evolutionary Computation, ICEC96, IEEE Press, 1996. P. 622−627.
- Gambardella L.M., Taillard E. D., Dorigo M. Ant colonies for the QAP // Technical Report 4−97, IDSIA, Lugano, Switzerland, 1997.
- Gambardella L.M., Taillard E. D., Dorigo M. Ant colonies for the QAP // Journal of the Operational Research Society (JORS), 50(2), 1999. -P. 167−176.
- Guha S., Khuller S. Greedy strikes back: improved facility location algorithms // The Ninth Annual ACM-SIAM Symposium on discrete algorithms (SODA), 1998. P. 649−654.
- Gutjahr W.J. A Converging ACO Algorithms for Stochastic Combinatorial Optimization // Proc. SAGA 2003, Springer LNCS 2827, 2003. P. 10−25.
- Gutjahr W.J. ACO algorithms with guaranteed convergence to the optimal solution // Information Processing Letters, 82(3), 2002, P. 145−153.
- Gutjahr W.J. A graph-based Ant System and its convergence // Future Generation Computer Systems. 2000. — 16. — P. 873−888.
- Hajek B. Cooling schedules for optimal annealing // Math, of OR, 13, 1988. P. 311−329.
- Hansen P., Mladenovic N. An introduction to variable neighborhood search // S. Voss (eds.), Metaheuristics: Advances and Trends in Local Search Paradigms for Optimization, Kluwer Academic Publishers, Dorchester, 1998.
- A.Hertz, E. Taillard, Dominique de Werra Local search in combinatorial optimization // John Wiley &- Sons, Inc., New York, 1997. 512 p.
- D.S. Hochbaum Heurustics for the fixed cost median problem // Math. Progr. 1982. — 22. — P. 148−162.
- Kariv 0., Hakimi L. An algorithmic approach to network location problems. II: The p-medians // SIAM J. Appl. Math. Vol 37, No.3, 1979. P.539−560.
- Kernighan B.W., Lin S. An efficient heuristic procedure for partitioning graphs // Bell System Technical Journal. 1970. — V.49. — P. 291−307.
- Kochetov Y., Alekseeva E., Levanova Т., Loresh M. Large neighborhood local search for the p-median problem // Yugoslav Journal of Operations Research, 15, N1, 2005. P. 53−63.
- Kolokolov A.A. On the L-structure of the integer linear programming problems //Proceedings of the 16th IFIP-TC7 Conference on System Modelling and Optimization. Compiegne. France, 1993. P. 756−760.
- Kolokolov A.A. Decomposition Algorithms for Solving of some Production-Transportation Problems // Triennal Symposium on
- Transportation Analysis II. Preprints. Vol. 1. Capri, Italy, 1994. -P. 179−183.
- Krarup J., Pruzan P.M. The simple plant location problem: survay and synthesis //European J. Oper. Res. 1983. V.12, N1. P. 36−81.
- M. Laguna, F. Glover Bandwing Packing: A tabu Search Approach // Managment Science. Vol. 39, No.4, April 1993, P. 492−500.
- Lawler E.L. The Quadratic Assignment Problem // Management Science, 1963. V.9. — P. 586−599.
- Lin J. -H., Vitter J.S., Approximation algorithms for geometric median problems // Inform. Process. Lett. 44 (1992), no.5. P. 245−249.
- Lin S. Computer solutions of the traveling salesman problem // Bell System Journal, 1965. V.44. — P. 2245−2269.51 999. P.76.
- Levanova T.V., Loresh M.A. Ant colony and simulated annealing algorithms for the p-median problem // Proceedings of The Second International Workshop «Discrete Optimization Methods in Production and Logistics», Omsk-Irkutsk, 2004. P. 70−74.
- Levanova T.V., Loresh M.A., Nikitin A.G. Some local search algorithms for uncapacitated facility location problem // Proc. of XXXIII annual conference «AIRO 2002», L’Aquila, 10−13 September, 2002. P. 170.
- Local search in Combinatorial optimization / Edited by E. Aarts and J.K.Lenstra, 1997, John Wiley and Sons Ltd.
- Loresh M.A., Levanova T.V. The Ant Colony algorithm for the Capacitated Plant Location Problem // EWGLA XV Meeting, Saarbriicken, September 5−8, 2004. P. 39−40.
- Love R.F., Wong J.Y. On Solving a One-Dimensional Space Allocation Problem with Integer Programming // INFOR. V.12, N2. — R 139 143.
- Maniezzo V. Exact and approximate nondeterministic tree-search procedures for the quadratic assignment problem // Technical Report CSR 98−1, C. L. In Scienze dell’Informazione, University di Bologna, sede di Cesena, Italy, 1998.
- Maniezzo V., Colorni A. The ant system applied to the quadratic assignment problem // IEEE Trans. Knowledge and Data Engineering, 1999
- Maniezzo V., Colorni A., Dorigo M. The ant system applied to the quadratic assignment problem // Technical Report IRIDIA/94−28, Universite Libre de Bruxelles, Belgium, 1994.
- Neumann F., Witt C. Runtime Analisys of a Simple Ant Colony Optimization Algorithm // Technical Report, Reihe CI 200/06, SFB 531, Universitat Dortmund, 2006.
- Picard J.C., Queranne M. On the One-Dimensional Space Allocation Problem // Oper. Res. 1981. — Vol. 29. — P. 371−391.
- Reeves C.R. Genetic Algorithms for the Operations Researcher // INFORMS J. on Computing. 1997. — Vol. 9, N 3. — P. 231−250.
- Resende M.G.C., Werneck R.F. On the implementation of a swap-based local search procedure for the p-median problem // Proceedings of the Fifth Workshop on Algorithm Engineering and Experiments, SIAM, 2003. P. 119−127.
- Sridharan R. Invited Review. The capacitated plant location problem // Europ. J. of Operational Research 87, 1995. P. 203−213.
- Sttitzle Т., Dorigo M. A Short Convergence Proof for a Class of ACO Algorithms // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2002, 6(4). -P. 358−365.
- Stutzle Т., Hoos H.H. MAX-MIN Ant System // Future Generation Computer Systems. 2000. — 16. — P. 889−914.
- Stutzle Т., Hoos H.H. Improvements on the Ant System: Introducing the MAX-MIN Ant System //In R.F. Albrecht G.D. Smith, N.C. Steele, editor, Artificial Neural Networks and Genetic Algorithms. Springer-Verlag, Wien, New York, 1998. P. 245−249.
- Yagiura M., Ibaraki Т., Glover F. An ejection chain approach for generalized assignment problem /j INFORMS Journal on computing, 16, 2004. P. 133−151.120. http://www.math.nsc.ru/AP/benchmarks/index.hnml