求gbvs算法原理步骤,求算理

系统管理学报第18卷
④自身取反、2-swap交换操作能较快地搜索到局部最优解,2-opt交换则能扩大搜索空间。自身取反、2一swap交换是每个循环都进行的操作,进行局部寻优。当y代最优解没有变化时,进行一次2一opt交换操作,跳出局部最优点。将以上3种邻域结合,不仅保持了TS局部“爬山”能力强的优点,同时也让它的全局寻优能力大大加强。
(3)约束的处理。本文LRP模型上层约束包括配送中心设立数量约束和总投资额约束。对于配送中心数量限制,本文在邻域操作中加以控制:如果当前解经过某邻域操作,违反配送中心数量限制,则取消此邻域操作。对于总投资额约束,本文采用惩罚函数的方式进行处理,把超出约束的量乘以一个惩罚系数,作为一个惩罚项加入到解的适应度中。上层目标函数的适应度S可以表示为:
S一∑∑C卅“,一a∑QJ(z)+
P‘max(0,芝:B崩一M)
式中,P表示总投资额约束的惩罚系数。
(4)禁忌表和终止准则。根据本禁忌算法邻域性质的不同,本文设计了2种禁忌表:局部禁忌表和全局禁忌表。局部禁忌表存储的是自身取反、2一swap交换邻域操作的对象,即如果当前解采用了某种邻域,那么在接下来的刁个循环内不允许进行该邻域的逆操作。全局禁忌表存储的是寻优过程中每个循环的解值,此禁忌表只在选用2一opt交换操作时采用,避免进行重复搜索,加快寻优速度。
如果经过某邻域操作得到比当前最好解更好的解,那么不管该邻域是否被禁忌,都采用该邻域作为当前邻域。
终止条件:如果连续A代最优解没有改变,则终止循环,算法结束。
(5)关键步骤。
①初始化各参数,搜索循环次数i一0;
②形成初始解,令初始解为当前解,其解值为当前最优解值f‘;
③i:一i+1;
④如果连续A代最优值没有改变,转⑩,否则继续;
⑤如果进行2-opt邻域操作后,连续y代最优值没有改变,继续,否则转⑦;
⑥搜索当前解的2-opt邻域,转⑧;
⑦搜索当前解的自身取反和2一swap2种邻域;⑧按邻域解值降序排列各邻域,令J一0,第_『个邻域解值为fi;
⑨_f-=j+1;
⑩判断六是否大于厂。,是,则令f’。=厶,令第.『个邻域解为当前解,转③;否则继续#
⑩判断第歹个邻域解是否违反禁忌规则,是,则转i;否则令其为当前解;转③;
2.3物流配送均衡模型的Frank-Wolfe算法设计
在得到上层的解D后,本文采用Frank—Wolfe算法解下层物流配送均衡模型。该法是用线性规划逐步迭代逼近非线性规划的方法,在每步迭代中,先找到一个目标函数的最速下降方向,然后再找到一个最优步长,在最速下降方向上截取最优步长得到下一步迭代的起点,重复迭代直到找到最优解。
Frank—Wolfe算法解物流配送均衡模型详细步骤如下:
(1)初始化。按照co'』=c州(O),Vi,.『,实行一次全有全无分配,得到客户分配到各配送中心的货物量z;"Vi,歹;令行一1;
(2)更新各配送中心的单位货物服务费用:
c7,,一Ci,j(zZJ),Vi,_f;
(3)寻找下一步的迭代方向:按照{c:j:Vi,歹)实行一次全有全无分配,得到一组各配送中心附加的货物服务量{dT.j:Vi,-『};
(4)确定迭代步长A:
①确定满足z0-q.-)t(di“,,--xi",J)>o的A合理取值范围[Ak,,Atop];
厂a)一丽3Z
2著若㈦z,一《n≯?
Ci.』(zZ』+…n.,J—zZJ))
③f(A。p)<:O时,A=A。p;④f(abo:)>0时,A=Ab。。;⑤用二分法求满足式
∑∑(以J—zIJ)?Ci,j(zzj-3f-)t(din,』一z:』))=0
(5)确定新的迭代起点:
z砖1一xT.,+2(d7,,一xT,,)
(6)收敛性检验:对于预先确定的小正数£,如
^/∑∑(z21_zl,)2/∑∑xi;,<e
则转(7>;否则,令n-一-n+1,转(2);
(7)算法结束。
用Frank—wolfe算法求出下层均衡分配模型后,根据式(8)得到层z州与di关系z¨一霸.Jdi,把
杜纲,等:基于均衡原理的定位一运输路线安排问题模型及求解算法473
c¨,其中,a嘶,b幻,c嘶为正常数,本算例n¨为区间[O.0008,0.001]之间的随机数,b嘶为区间[1.5,2.5]之间的随机数,ff。』取d¨/10;设车辆最大配送量为200,配送中心建设总成本上限M一10000,匹配系数口一0.000
该关系式代入上层选址规划模型(此时z¨为常数),得到一组新的D,再根据D求得下层均衡模型的解。重复以上过程,可以得到本文LRP的解。2.4求解配送中心配送路线及费用禁忌算法设计
求解出物流配送均衡模型后,得到各客户分配到各配送中心的货物分配量317¨,这时要确定配送中心的配送路线,才能确定配送中心配送货物的单位配送成本C州一^/Di,其中:^表示配送中心i
备选配送中心坐标及建设成本
B1632293500
1542423500
132244000
D140225000
146257500
1352013500
1561903000
的总配送费用;D。一≥:z嘶为配送中心i配送的总
。j。。E—。J
X坐标y坐标建设成本3
149211000
禁忌算法(TabuSearch,TS)是一种扩展邻域、全局逐步寻优的启发式搜索方法,在搜索过程中,利用禁忌表产生的记忆过程寻找新的邻域,扩大搜索空间。禁忌算法的优点是搜索速度快、爬山能力强。本文求解下层VRP问题的禁忌算法采用自然数编码,设计了全局和局部禁忌表跳出局部最优点,采用多种邻域等措施扩大搜索范围[8J]。
试验20次,以100%的概率收敛于最优解0.121。最优解表示选择配送中心A、E、H,配送路线为:A-18—2卜22—20—17-A;A-13—10—6—12—14-A;
A-1一A;A-15一A;A-16-A;E-12—17—18-13-10—E;E-
5—2—4一E;E-6—3一E;E-11—9一E;E-7一E;E-8一E;H-18—14—20一22一H;H-17—13—16—19一日;H_21-H。配
3仿真试验及分析
用TS求解LRP问题,进行了多次算例运算,下面给出其中1个具有代表性的算例结果及分析。
3.1算例及结果
送中心及配送路径见图1。各客户分配到各配送中心的货物配送量见表2。
备选配送中心数量为8个,坐标、建设成本见表1,客户坐标及数量采用文献[7]算例E—n22-k4。客户需求函数
Q,=2ooo/(、/min(di,i
i∈工,zi>O)+8)
单位货物风险费用采用函数气J(氏』)一乱』z黔+
裹2客户到配送中心配送■分配衰
图1配送中心及配送路径图
34.o33.1
32.735.3
13.353.2
o120.9
o115.1
o42.9
3.2算例分析
(1)从图1可以看出,选择的配送中心基本上都分布在客户密集的区域,通过对配送路径进行验证,路线选择合理,这与实际配送情况是相符的。
(2)由于国内外对本文条件下LRP的研究都
还比较少,缺少同类可供比较的数据,无法确定本算法所得到的最好解即为最优解。但试验20次,以100%概率收敛到本文最优解,说明用本文方法优化LRP在优化结果方面是有效的。
(3)试验20次,平均收敛时间约为41.3S,说
capacitatedlocation-routingproblem
ofOperationalResearch,2007,
明用本文方法优化LRP在优化效率方面是有效的。
ringanalysisin
[J].EuropeanJournal
179:968-977.
集成物流环境下,将配送中心选址和配送车辆路径进行综合考虑的定位一运输路线问题能够从整体上优化物流成本,因此,如何对该问题进行建模并且设计有效的优化算法,具有重要的现实意义。本文首先对LRP问题进行了描述,继而构建了该问题的双层规划模型,证明了该模型满足均衡原理并且提出了求解该模型的禁忌算法。经过多次算例运算并对结果进行分析,说明了本文提出的LRP问题双层规划模型及其优化算法的有效性。
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帮誉燃谨燃鳓铲学
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企业家自有资本、“激励因子’’对风险投资家的激励
(电子科技大学经济与管理学院,成都610054)
摘要:在投资契约形成前,企业家通常通过自身行动激励风险投资家提供风险资本。运用斯坦克尔伯格(Stack—elberg)博弈模型讨论了企业家对风险投资家的激励问题,并对博弈双方的均衡投资决策进行分析。通过引入融资契约中常用的“激励因子”,分别建立了风险投资家和企业家的支付函数以及Stackelberg博弈模型;然后通过逆向归纳法分析该模型,讨论了作为领导者的企业家的自有资本和“激励因子”对作为跟随者的风险投资家的总投资水平及资本结构的影响,在此基础上,分析了企业家的均衡投资决策,给出了企业家激励风险投资家提供风险资本的必要条件,从而解决了企业家对风险投资家的激励问题。通过研究发现:风险投资家的总投资水平由债权“激励因子”和其边际投资机会成本决定,而股权投资水平由其“激励因子”、主观收益率的参数以及绝对风险厌恶因子决定。尽管风险投资家较企业家风险厌恶,但是后者可以通过激励前者,使前者对于新创企业前景较自身乐观。
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