旅行商问题(Traveling Salesman Problem,通称TSP问题),即是求得最优控制的城市路线组成,规定每一个城市都需要走且只走一遍,终点站城市同考虑城市为同一个,最后所走路途需最短。文中在传统式遗传算法基本上,对它进行改善提升,明确提出了菁英保存的协同进化遗传算法,并分別以30、50和75个城市为例子,对二者完成比照。该计算方法的运作步骤如下图1所显示。
图1 协同进化遗传算法运作步骤
造成原始种群后(设种群总数为POP),便依照相关度值(即总路途最后)多少将其分成三个子种群,在其中,子种群1的相关度值较大,子种群3的相关度值最少。然后,在每个子种群内部结构开展交叉式基因变异实际操作,先后造成新子种群1、新子种群2、新子种群3。与此同时,三个子种群两组中间,也开展交叉式基因变异实际操作,先后造成新子种群4、新子种群5、新子种群6。最终便将这6个新子种群开展组成,随后从这当中任意筛出POP-1个个人,并依据菁英保存对策,将其与父代最佳个人相合拼,进而获得新种群、逐渐下一代的实际操作。
以30、50、75个城市为例子,各自完成10次反复实验,取各次试验二种优化算法最优解的均值开展比照,结论如下图2所显示。
图2 二种优化算法的寻优结论比照
显而易见,同传统式遗传算法对比,协同进化遗传算法具有更强有力的最优解检索工作能力,特别是在当城市总数较多时(如此例中的75),其能更合理地防止陷于部分最佳,进而寻找全局性最优化的解、促使总路途更小。以75个城市总数为例子,二种优化算法所确认的最好途径各自如下图3(a)与3(b)所显示。
(a) 传统式遗传算法
(b) 协同进化遗传算法
图3 二种优化算法所确认的最好途径比照
图3中,横坐标纵坐标各自为每一个城市的横纵轴,图上的数据即是每一个城市的序号。显而易见,协同进化遗传算法所确认的最好途径更加整齐,这说明其同传统式遗传算法对比,具备更强的全局性寻优工作能力,且具有更强的可扩展性。
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