旅行商问题是由美国 RAND 公司在 1948 年最早引入。RAND 的知名度以及线性规划这 一新颖的方法的使用,使得多旅行商问题成为经典的难题[32]。 TSP问题要从所有可能的路 线中求取最小消费或最短距离的访问路程。而从起点出发的访问路线一共有(n-1)!条。为除了 起点之外的(n-1)个点的组合,所以旅行商问题可以总结为排列组合问题。排列组合问题一 般比子集合的选择问题的求解难很多。这是因为这 n 个点有 n!种排列方式,相比之下子集合
个数却小得多。通过枚举(n-1)!条路线,从而从其中找到成本最小或路径最短的访问路线的算 法,其消耗的时间为 O(n!)。
解决 TSP 问题常用的方法主要有枚举法思想、回溯法思想、分支限界法思想和贪心法思 想等。
枚举法思想的核心是使用深度优先策略编程。 枚举算法[22]的特点是算法简单。但是运算量非常大,随着结点的变大,求解循环数增大,
计算的速度会越来越慢。如果枚举范围非常广,在运行时间上就难以达到标准。求 TSP 问题 时,如果将顶点 1 设为起始点,接着求{2…N}的一个全排列,使路程 1→{2…N}的全部排列
→1 上所有的权值的和最小。所有可能解因为(2,3,4,…,N)的不同排列来决定。 为便于讨论,本文先对求解空间树结构方面的术语进行学习。下面介绍用解的空间树来
分析回溯法和分支限界法。问题状态(problem state)是由求解空间树种的节点所决定的。从 源点出发的全部路线一同决定此课题的状态空间(state space)。解状态(solution states)代表 树的跟到达题目状况 S 的路径确定求解空间中的元组。答案状态(answer states)代表树根到 课题状况的路径是否确定了课题的解。状态空间树(state space tree)等于解的空间的树结构。 对于旅行商问题,我们首先假设出状态空间树。然后能生成要解决问题的状态,然后能 确定上述要解决问题状态中的解。最后在这里面找到我们需要的解状态。最终解决上述问题。 有两种路径可以产生题目的状态。假设已经产生了一个结点,但子节点还没有完全生成,那 么称这个结点为活结点。如果一个活节点正在产生子节点,那么称它为 E-节点。相对地,死 结点就是不会再生成儿子结点(无论是满了还是不再生成了)的节点。有两种方法可以生成 问题状态,无论是什么方式,都需要知道活节点有哪些,而且都会使用限界函数去消灭还没 变成其儿子结点的活结点。要是 TSP 问题需求找出所有的解,那么要找到可能的答案的结点。文献综述
E-结点始终存在到无法使用状态的产生方法定义为分支限界法。 回溯法的思想[23]也可用于分析 TSP。 如果使用回溯法,那么所满足的解一定要能写成一个 n- 元组(x1,…,Xn)。其中 x1 是取自
某个有限个穷集 Si。一般需要求解的问题,是求解某个使某一规范函数 P(x1,…,Xn)取最大值 的向量。
分支限界法的思想[30]是分析 TSP 问题另一个重要手段。 贪心法[31]是也是一种能够分级别处理方法。经过了改进后,它首先旅行商问题描述。指
定一种度量标准。然后我们按这种规定对 n 个输入城市进行排序,然后一一输入。如果其中 的输入无法产生可行解,那么不标记这个城市。
想要用贪心法求得最优路径,算法应逐边地构造树。而且依据特殊的度量选择要被计入 的边。
1。2 遗传算法简介
遗传算法(Genetic Algorithm)是已达尔文生物进化论为基础,演化而来的。通过使用自 然选择和遗传学机理的生物进化过程来模拟求解的问题。是一种使用模拟自然进化过程的方 法来求解问题。能有效搜索最优解[24]。遗传算法是从所求问题中找到可能是所求解集作为独 立一个种群(population)进行运行。而一个种群则由经过基因(gene)编码。是由一定数目 的个体(inpidual)组成。其中每个个体是具有染色体的。并且染色体包括遗传物质。是所有 遗传物质的集合。所以,在计算之前就要将表现型和基因型对应匹配即编码工作。因为模仿 基因编码的工作难以实现,所以我们一般将其进行简化替换。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-