• 제목/요약/키워드: 외판원문제

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Prufer 수를 이용한 외판원문제의 유전해법 (A Genetic Algorithm for the Traveling Salesman Problem Using Prufer Number)

  • 이재승;신해웅;강맹규
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제20권41호
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    • pp.1-14
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    • 1997
  • 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.

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비대칭 외판원문제에서 Out-of-Kilter호를 이용한 Perturbation (Perturbation Using Out-of-Kilter Arc of the Asymmetric Traveling Salesman Problem)

  • 권상호
    • 한국경영과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.157-167
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    • 2005
  • 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.

비대칭 외판원문제에서 최적해에 포함될 가능성이 높은 호들을 이용한 비용완화법 (Cost Relaxation Using an Arc Set Likely to Construct an Optimal Solution for the Asymmetric Traveling Salesman Problem)

  • 권상호;사공선화;강맹규
    • 한국경영과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.17-26
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    • 2008
  • 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.

동적계획법을 이용한 외판원문제에 대한 발견적해법 (A DP-based heuristic for the travelling salesman problem)

  • 서병규;김종수
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 1994년도 춘계공동학술대회논문집; 창원대학교; 08월 09일 Apr. 1994
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    • pp.328-338
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    • 1994
  • 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.

외판원문제에서 국지해를 탈출하기 위한 비용완화법 (Cost Relaxation Method to Escape from a Local Optimum of the Traveling Salesman Problem)

  • 권상호;김성민;강맹규
    • 대한산업공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.120-129
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    • 2004
  • 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.

비대칭 외판원문제에서 3-Opt를 이용한 효율적인 국지탐색 알고리즘 (An Efficient Local Search Algorithm for the Asymmetric Traveling Salesman Problem Using 3-Opt)

  • 김경구;권상호;강맹규
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제23권59호
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    • pp.1-10
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    • 2000
  • 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.

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비대칭 외판원문제에서 호의 후보집합 결정 (Determination of Arc Candidate Set for the Asymmetric Traveling Salesman Problem)

  • 김헌태;권상호;지영근;강맹규
    • 한국경영과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.129-138
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    • 2003
  • 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.

개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화 (Truss Design Optimization using Ant Colony Optimization Algorithm)

  • 이상진;한우동
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.709-712
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    • 2010
  • 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.

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순회 외판원 문제를 풀기 위한 전역 최적 경로의 중복 간선을 고려한 개미 집단 시스템 (Ant Colony System for solving the traveling Salesman Problem Considering the Overlapping Edge of Global Best Path)

  • 이승관;강명주
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.203-210
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    • 2011
  • 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.

Greedy-based Neighbor Generation Methods of Local Search for the Traveling Salesman Problem

  • Hwang, Junha;Kim, Yongho
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.69-76
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    • 2022
  • 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.