贪心遗传算法求解TSP问题.doc
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1、2009届学生毕业设计(论文)材料(一)毕 业 设 计(论 文)任 务 书课题名称贪心遗传算法求解TSP问题姓 名何熙之学 号050640307院 系信息与计算机科学系专 业计算机科学与技术指导教师贾丽媛 (副教授)2009年 1 月 12 日一、设计(论文)的教学目的通过本课题的设计,培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力;培养学生独立思考、调查研究、查阅中英文文献和收集资料的能力;使学生提高理论分析、开发软件的能力,从而拓宽学生的知识视野,锻炼和提高学生运用可视化编程工具进行软件开发的能力。二、设计(论文)的主要内容 TSP问题是一个NP难题,采有传统的算法很难求出问题的最优解。
2、TSP搜索空间随着城市数n的增加而增加,所有的旅程路线组合数为(n-1)!/2。在如此庞大的搜索空间中寻求最优解,对于常规方法和现有的计算工具而言,存在着诸多的困难。借助于遗传算法的搜索能力解决TSP问题,是很好的一个想法。根据问题的规模,制定用户的需求计划,再根据需要开发相应的源代码软件,具体内容包括:1、对货郎担问题进行调查,制定用户需求计划。2、学习遗传算法原理及其使用。3、学习C+等面向对象语言。4、接受各自的设计任务,开发相关源代码程序。5、总结毕业设计成果,编写有关材料。6、准备毕业答辩。三、 设计(论文)的基本要求 通过毕业设计过程,要求学生掌握遗传算法的基本知识,并能通过计算机
3、 编程解决TSP实际问题。逐步了解软件开发的基本步骤。四、进度安排序号论 文(设 计)各 阶 段 内 容起止日期1开题、准备资料、相关知识准备2009.3.1-2009.3.312对已有方法的检验、分析,并进行设计2009.4.1-2009.4.203对改进(或新的)方法的实现与测试,毕业论文初稿2009.4.21-2009.5.184整理资料、修改毕业论文,准备答辩2009.5.19-2009.5.305毕业答辩2009.5.31五、主要参考文献 1 贾丽媛,杜欣.并行遗传算法研究J.湖南城市学院院报(自然科学版),2006,15:22- 23 2 王小平,曹立明.遗传算法理论、应用与软件实
4、现M. 西安:西安交通大学出版社, 2002 3 毛盛贤,刘国瑞.遗传工程的应用与展望M.北京:北京师范大学出版社,1986. 4 刘立平遗传算法综述J 东莞理工学院学报,2005,12(3):4852 5 李艺工程结构优化设计的混合遗传算法J 四川大学学报,2005,37(4):16 19 6 傅清祥,王晓东. 算法与数据结构M. 北京: 电子工业出版社,1998 7 邵军力,张景,魏长华.人工智能基础M. 北京: 电子工业出版社,2000 8 李鑫,陆海东.遗传算法及其应用J.吉林化工学院院报,2005,22:45-46 9 谈家桢.基因和遗传M.北京:科学普及出版社,1981. 10 李
5、金鹏遗传算法原理及在结构优化设计中的应用J.辽宁工学院学 报,2004,24(3):5659 11 周明,孙树栋.遗传算法原理及其应用M.北京:国防工业出版社,1999 12 张文修,梁怡.遗传算法的数学基础M.西安:西安交通大学出版社,2000 13 魏英姿,赵明扬,黄雪梅,胡玉兰A.求解TSP问题的贪心遗传算法,2004 14 贺毅朝,刘坤起,张翠军,张巍A.求解背包问题的贪心遗传算法及其应用,2007 15 张海兵,徐诚,李世永A.贪心遗传算法及其在武器目标分配问题中的应用,2007 16 魏英姿,赵明扬,张凤,胡玉兰A.贪心遗传算法求解组合优化问题,20052009届学生毕业设计(论文
6、)材料(二)学 生 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 书课题名称贪心遗传算法求解TSP问题姓 名何熙之学 号050640307院 系信息与计算机科学系专 业计算机科学与技术指导教师贾丽媛 (副教授)2009 年 3 月 19 日设计(论文)题目贪心遗传算法求解TSP问题课题的根据:1)说明本课题的理论、实际意义2)综述国内外有关本课题的研究动态和自己的见解课题的理论:遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)是以Darwin生物进化论哲学思想为启发的搜索技术,GA的基本概念和理论框架是由美国密执安大学的John Holland教授于1975年首先提出来的。模式定理证明了GA
7、具有全局搜索能力。GA中的交叉被认为是贡献于GA的全局搜索性能最重要的因素,变异算子在一定程度上也有这种贡献。然而,遗传算法的搜索方向在遗传操作中很少被强调。为了快速获得高性能的候选解,搜索方向应能指示出GA在一定领域中潜在的前进方向,遗传操作随机数的使用常常会引起候选解在搜索空间中处于随机的位置,如果最优解所在区域距当前搜索区域很远又不能预先识别的话,这就降低了发现最优解的速度,尤其是对于多重优化问题。课题的实际意义:遗传算法的应用广泛,在卫星路由器中的应用,硬件演化,自适应遗传算法网络资源均衡与优化等很多方面均有实现。随着其应用范围的逐渐拓展,遗传算法的研究方面也出现新的方面,如基于遗传算
8、法的机器学习,遗传算法与其他智能算法的渗透结合,并行遗传算法的研究等方面。这些对于遗传算法的研究,不仅推动着遗传算法自身的发展,同时对其他智能算法的发展有着重要作用,特别在人工生命的研究上,遗传算法发挥着其不可替代的作用。研究动态:针对遗传算法在应用过程中出现的收敛速度过慢和封闭竞争问题,可以使用贪心遗传算法,采用混合式方法,遗传算法被用于个体中的全局搜索,而贪心算法在染色体中施行局部探寻。利用贪心算法指导遗传算子操作的策略,此策略强调了GA潜在的搜索方向使得子代群体能在此方向前进,快速搜索到其他高质量的区域,通过TSP问题试验以说明贪心遗传算法的有效性。 个人见解:遗传算法是由自然界的进化论
9、模拟而来,是一种机制求解极值问题的自组织、自适应的智能算法,它在解决一些复杂问题特别是优化问题方面有其特别与独到之处,是一种值得深入研究的算法。课题的主要内容: TSP问题是一个NP难题,采有传统的算法很难求出问题的最优解。TSP搜索空间随着城市数n的增加而增加,所有的旅程路线组合数为(n-1)!/2。在如此庞大的搜索空间中寻求最优解,对于常规方法和现有的计算工具而言,存在着诸多的困难。借助于遗传算法的搜索能力解决TSP问题,是很好的一个想法。根据问题的规模,制定用户的需求计划,再根据需要开发相应的源代码软件,具体内容包括:1、对货郎担问题进行调查,制定用户需求计划。2、学习遗传算法原理及其使
10、用。3、学习C+等面向对象语言。4、接受各自的设计任务,开发相关源代码程序。5、总结毕业设计成果,编写有关材料。6、准备毕业答辩。研究方法: 调查法:调查遗传算法的实际意义和可行性研究; 行动研究法:应用遗传算法解决TSP问题,通过编程来验证,在研究过程中,了解浮点数编码、适应度函数、交叉算子和变异算子,遗传算法的三个基本运算(选择、交叉、变异)等问题。完成期限和采取的主要措施:序号论 文(设 计)各 阶 段 内 容起止日期1开题、准备资料、相关知识准备2009.3.1-2009.3.312对已有方法的检验、分析,并进行设计2009.4.1-2009.4.203对改进(或新的)方法的实现与测试
11、,毕业论文初稿2009.4.21-2009.5.184整理资料、修改毕业论文,准备答辩2009.5.19-2009.5.305毕业答辩2009.5.31 认真完成毕业设计所要求的内容,在设计过程中通过查找资料与请教指导老师来解决所遇到的难题与疑问。主要参考资料: 1 贾丽媛,杜欣.并行遗传算法研究J.湖南城市学院院报(自然科学版),2006,15:22-23 2王小平,曹立明.遗传算法理论、应用与软件实现M. 西安:西安交通大学出版社, 2002 3 毛盛贤,刘国瑞.遗传工程的应用与展望M.北京:北京师范大学出版社,1986. 4 刘立平遗传算法综述J 东莞理工学院学报,2005,12(3):
12、4852 5 李艺工程结构优化设计的混合遗传算法J 四川大学学报,2005,37(4):1619 6 傅清祥,王晓东. 算法与数据结构M. 北京: 电子工业出版社,1998 7 邵军力,张景,魏长华.人工智能基础M. 北京: 电子工业出版社,2000 8 李鑫,陆海东.遗传算法及其应用J.吉林化工学院院报,2005,22:45-46 9 谈家桢.基因和遗传M.北京:科学普及出版社,1981. 10 李金鹏遗传算法原理及在结构优化设计中的应用J.辽宁工学院学 报,2004,24(3):5659 11 周明,孙树栋.遗传算法原理及其应用M.北京:国防工业出版社,1999 12 张文修,梁怡.遗传算
13、法的数学基础M.西安:西安交通大学出版社,2000 13 魏英姿,赵明扬,黄雪梅,胡玉兰A.求解TSP问题的贪心遗传算法,2004 14 贺毅朝,刘坤起,张翠军,张巍A.求解背包问题的贪心遗传算法及其应用,2007 15 张海兵,徐诚,李世永A.贪心遗传算法及其在武器目标分配问题中的应用,2007 16 魏英姿,赵明扬,张凤,胡玉兰A.贪心遗传算法求解组合优化问题,2005指导教师意见: 签名: 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间地点与会人员姓 名职务(职称)姓 名职务(职称)姓 名职务(职称)会议纪要: 主持人:记录人: 年 月 日指导小组意见(负责人本人手写) 负责人签名: 年 月
14、日院系意见 负责人签名: 年 月 日2009届学生毕业设计(论文)材料(三)学 生 毕 业 设 计(论 文)答 辩 评 审 表 课题名称贪心遗传算法解决TSP问题姓 名何熙之学 号050640307院 系信息与计算机科学系专 业计算机科学与技术指导教师贾丽媛 (副教授)2009年 5 月 25 日毕业设计(论文)成绩评定标准及评审表专业:计算机科学与技术 课题:贪心遗传算法解决TSP问题 学生:何熙之分块 等级及得分项 目(该项满分值)评 分 等 级各 档 得 分评分ABCDABCD指导教师40%完成任务的水平和质量501资料搜集与整理论证情况(10)齐全较完全基本齐全差9-107-85-64
15、2基本概念和理论情况(10)清楚、正确基本清楚基本正确尚清楚尚正确不清楚不正确9-107-85-643计算方法和计算结果(15)正确、应用计算机较多基本正确少量应用尚正确尚应用不正确未应用13-1510-127-964独立见解和应用价值(5)有、较大有、一般有、无或无、一般无、无54325说明书、图纸(10)层次分明、正确无误、认真工整、外文提要正确基本正确、较认真、较明确尚正确、尚认真、基本正确错误很多、认真、不正确9-107-85-64独立工作能力306方案制定、选用(10)独立完成且正确基本独立完成正确尚能独立完成基本正确不能独立完成且错误很多9-107-85-647规范和手册使用(8)
16、熟练基本熟练尚可基本不会87658编程、上机结果的分析与处理、国内外文献阅读(12)熟练主动查阅消化引用基本熟练查阅、有引用尚可尚能查阅引用基本不会查阅引用11-129-107-86工作态度209遵守纪律(10)好较好一般差9-107-85-6410爱护公物、保持良好环境(5)好较好一般差543211工作责任心、主动性(5)强较好一般差5432材料评阅人30%1任务完成情况(10)全部完成基本完成主要部分完成未完成9-107-85-642基本概念和理论论证情况(20)清楚、正确基本清楚基本正确尚清楚、尚正确不正确、未应用18-2015-1712-14113计算方法和计算结果(30)正确、应用计
17、算机较多基本正确少量应用尚正确、未应用不正确、不应用26-3021-2516-20154独立见解和应用价值(10)有、较大有、一般有、无或无、一般无、无9-107-85-645说明书、图纸(20)层次分明、正确无误、认真工整,外文提要正确基本正确、较认真、较正确尚正确、尚认真、基本正确错误很多、不认真、不正确18-2015-1712-14116题目难度大小、工作量(10)难、饱满知中、较饱满较易、尚饱满易、不饱满9-107-85-65答辩委员30%1报告情况(20)简明、清晰、重点突出基本清晰重点不够尚清晰、有错概念不清错误较多18-2015-1712-14112回答问题情况(50)正确、熟练
18、基本正确尚正确、有错基本不正确43-5035-4227-34263说明书、图纸(20)总体印象认真、工整、正确较认真尚认真不认真18-2015-1712-14114独立见解和应用价值(10)有、较大有、一般有、无或无、一般无、无9-107-85-64说明:1本方案供院系部参考,评分方案和比例均可根据实际情况进行调整。 2学生的答辩成绩取诸答辩委员会的平均成绩。 3答辩委员会除给出答辩成绩外,还应汇总和审查指导教师、材料评阅人给出的成绩,然后分档(优90;良80-89分;中70-79分;及格60-69分;不及格59分)给出学生毕业设计(论文)成绩。指导教师评审意见(40%)评语:评分 指导教师(
19、签名): 年 月 日评阅教师评审意见(30%)评语: 评分 评阅教师(签名):年 月 日答辩小组意见(30%)评语:评分 负责人(签名): 年 月 日院系意见评语:论文最终评分 负责人(签名): 评定等级 院系(公章) 年 月 日注:评语包括设计(论文)优点、缺点、数据、材料、论证、结论是否正确,有无新的见解等。等级标准:优90;良80;中70;及格60;不及格60; 答 辩 会 纪 要时间2009年5月31日地点1教102答辩小组成员姓 名职 称所 学 专 业所 从 事 专 业答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录: 会议主持人:记 录 人: 年 月 日毕业设计(论文)答辩申请表学 号05
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