一种求解旅行 thief 问题的协作协调求解器
人工智能
2020-12-15 v3 最优化与控制
摘要
旅行 thief 问题（TTP）是一类具有相互作用组件的多组件优化问题的代表。TTP 结合了背包问题（KP）与旅行商问题（TSP）。一名 thief 在一组城市间执行循环 tour，并依据收集计划，将若干物品收集入一个容量有限的租用背包中。目标是在最小化租金成本的同时最大化利润。现有的 TTP 求解器通常以交错方式求解 KP 与 TSP 组件：保持一个组件的解固定，同时修改另一个组件的解。这意味着两个组件求解之间的协调较低，可能导致 TTP 解质量不高。2-OPT 启发式常用于求解 TSP 组件，其反转 tour 中的一段。在 TTP 中，2-OPT 未考虑收集计划，可能导致目标值较低。这进而可能导致 tour 修改被求解器拒绝。我们提出一种扩展形式的 2-OPT，以在协调 tour 修改的同时改变收集计划。被视为利润较低且在被反转段中较早城市收集的物品，被替换为倾向于利润较高且未在被反转段中较晚城市收集的物品。收集计划进一步通过一种改进的爬山 bit-flip 搜索来改变，其中仅允许对边界物品进行收集状态变更，边界物品定义为已收集中利润最低或未收集中利润最高的物品。该限制减少了 KP 组件所耗时间，使得 TSP 组件在给定时间预算内可评估更多 tour。所提方法构成了一种新的协作协调求解器的基础，其被证明优于若干最先进的 TTP 求解器。
引用
@article{arxiv.1911.03124,
title = {A Cooperative Coordination Solver for Travelling Thief Problems},
author = {Majid Namazi and Conrad Sanderson and M. A. Hakim Newton and Abdul Sattar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.03124},
year = {2020}
}