This study proposes a genetic algorithm using Pr(equation omitted)fer number for the traveling salesman problem(PNGATSP). Nearest neighbor nodes are mixed with randomly selected nodes at the stage of generating initial solutions. Proposed PNGATSP adopts a few ideas which are different from traditional genetic algorithms. For instance, an exponential fitness function and elitism are used and Pr(equation omitted)fer number is used for encoding TSP. Genetic operators are selected by experiments, which make a good solution among four combinations of conventional genetic operators and new genetic operators. For respective combinations, robust set of parameters is determined by the experimental designing approach. The feature of Pr(equation omitted)fer number code for TSP and the search power of GA using Pr(equation omitted)fer number is analysed. The best is a combination of OX(order crossover) and swap, which is superior to the other experimented combinations of genetic operators by 1.0%∼12.8% deviation.
This paper presents a new perturbation technique for developing efficient iterated local search procedures for the asymmetric traveling salesman problem(ATSP). This perturbation technique uses global information on ATSP instances to speed-up computation and to improve the quality of the tours found by heuristic method. The main idea is to escape from a local optima by introducing perturbations on the out-of-kilter arcs in the problem instance. For a local search heuristic, we use the Kwon which finds optimum or near-optimum solutions by applying the out-of-kilter algorithm to the ATSP. The performance of our algorithm has been tested and compared with known method perturbing on randomly chosen arcs. A number of experiments has been executed both on the well-known TSPLIB instances for which the optimal tour length is known, and on randomly generated Instances. for 27 TSPLIB instances, the presented algorithm has found optimal tours on all instances. And it has effectively found tours near AP lower bound on randomly generated instances.
The traveling salesman problem is to find tours through all cities at minimum cost ; simply visiting the cities only once that a salesman wants to visit. As such, the traveling salesman problem is a NP-complete problem ; an heuristic algorithm is preferred to an exact algorithm. In this paper, we suggest an effective cost relaxation using a candidate arc set which is obtained from a regression function for the traveling salesman problem. The proposed method sufficiently consider the characteristics of cost of arcs compared to existing methods that randomly choose the arcs for relaxation. For test beds, we used 31 instances over 100 cities existing from TSPLIB and randomly generated 100 instances from well-known instance generators. For almost every instances, the proposed method has found efficiently better solutions than the existing method.
TSP(Traveling Salesman Problem) is a famous problem in Operations Research fields due to its applicability to various problems. It is also well-known that the problem is hard to solve in reasonable time, since it is in the NP-Complete class. Hence it is desired to develop heuristics which have polynominal complexity and also solve the problem to near-optimality. This paper presents a heuristic algorithm for TSP using the concept of dynamic programming. The proposed method has the complexity of O(N$\^$3/), and gives improved solutions than other well-known algorithms in our extensive computational experiments.
This paper provides a simple but effective method, cost relaxation to escape from a local optimum of the traveling salesman problem. We would find a better solution if we repeat a local search heuristic at a different initial solution. To find a different initial solution, we use the cost relaxation method relaxing the cost of arcs. We used the Lin-Kernighan algorithm as a local search heuristic. In experimental result, we tested large instances, 30 random instances and 34 real world instances. In real-world instances, we found average 0.17% better above the optimum solution than the Concorde known as the chained Lin-Kernighan. In clustered random instances, we found average 0.9% better above the optimum solution than the Concorde.
The traveling salesman problem is a representative NP-Complete problem. It needs lots of time to get a solution as the number of city increase. So, we need an efficient heuristic algorithm that gets good solution in a short time. Almost edges that participate in optimal path have somewhat low value cost. This paper discusses the property of nearest neighbor and 3-opt. This paper uses nearest neighbor's property to select candidate edge. Candidate edge is a set of edge that has high probability to improve cycle path. We insert edge that is one of candidate edge into intial cycle path. As two cities are connected. It does not satisfy hamiltonian cycle's rule that every city must be visited and departed only one time. This paper uses 3-opt's method to sustain hamiltonian cycle while inserting edge into cycle path. This paper presents a highly efficient heuristic algorithm verified by numerous experiments.
The traveling salesman problem (TSP) is an NP-hard problem. As the number of nodes increases, it takes a lot of time to find an optimal solution. Instead of considering all arcs, if we select and consider only some arcs more likely to be included in an optimal solution, we can find efficiently an optimal solution. Arc candidate set is a group of some good arcs. For the Lack of study in the asymmetric TSP. it needs to research arc candidate set for the asymmetric TSP systematically. In this paper, we suggest a regression function determining arc candidate set for the asymmetric TSP. We established the function based on 2100 experiments, and we proved the goodness of fit for the model through various 787problems. The result showed that the optimal solutions obtained from our arc candidate set are equal to the ones of original problems. We expect that this function would be very useful to reduce the complexity of TSP.
본 논문은 개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화에 대한 이론적 배경과 수치해석 결과를 기술하였다. 트러스의 설계최적화를 수행하기 위하여 구조물의 중량을 최소화하는 것을 목적 함수로 하고 구조물에서 발생하는 응력과 변위의 허용치를 초과하지 않는 것을 구속조건으로 이용하였다. 본 연구에서는 개미군락알고리즘을 구조물의 최적화에 적용하기 위하여 외판원문제(travelling salesman problem: TSP)를 재 정의하는 방법을 사용하였으며 최대-최소개미시스템(max-min ant system)을 도입하여 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 이때 이산화 된 설계변수를 사용하였으며 구속조건을 처리하기 위해서 벌점함수를 사용하였다. 본 연구를 통하여 개미군락최적화 알고리즘은 구조최적화에 그 적용 가능성이 높았으며 전통적인 최적검색 기법의 새로운 대안으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.
개미 집단 시스템은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법으로, 그리디 탐색뿐만 아니라 긍정적 피드백을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 순회 판매원 문제를 풀기 위해 처음으로 제안되었다. 본 논문에서는 이전 전역 최적 경로와 현재 전역 최적 경로의 중복 간선을 고려한 탐색 방법을 제안하였다. 이 방법은 이전전역 최적 경로와 현재 전역 최적 경로에서의 중복 간선은 최적 경로로 구성될 가능성이 높다고 판단하고, 해당 중복 간선에 대해 페로몬을 강화시켜 최적 경로를 구성할 확률을 높이게 하였다. 그리고, 실험을 통해 ACS-3-opt 알고리즘, ACS-Subpath 알고리즘, ACS-Iter 알고리즘에 비해 최적 경로 탐색 및 평균 최적 경로 탐색의 성능이 우수함을 보여 주었다.
순회 외판원 문제는 가장 유명한 조합 최적화 문제 중 하나이다. 지금까지 이 문제를 해결하기 위해 많은 메타휴리스틱 탐색 알고리즘들이 제안되어 왔으며, 그중의 하나가 지역 탐색이다. 지역 탐색에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나가 이웃해 생성 방법으로 주로 역전(inversion)과 같은 무작위 기반 이웃해 생성 방법들이 사용되어 왔다. 본 논문에서는 4가지의 새로운 그리디 기반 이웃해 생성 방법들을 제안한다. 3가지 방법은 그리디 삽입 휴리스틱을 기반으로 하는데, 선택된 도시들을 하나씩 차례로 현재 가장 좋은 위치로 삽입한다. 나머지 하나는 그리디 회전을 기반으로 한다. 제안된 방법들은 대표적인 지역 탐색 알고리즘인 first-choice 언덕 오르기 탐색과 시뮬레이티드 어닐링에 적용된다. 실험을 통해 제안된 그리디 기반 방법들이 기존의 무작위 기반 방법들보다 성능이 우수함을 확인하였다. 또한 일부 그리디 기반 방법들은 기존의 지역 탐색 기법들보다 더 우수함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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