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《大连理工大学》 2002年
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神经网络在TSP问题中的应用研究

刘乃文  
【摘要】: TSP问题一直是组合优化中极富活力的研究课题之一。七十年代中期,计算复杂性理论的出现和数学规划的发展大大推动了组合优化的前进。计算复杂性理论表明,被称作NP完全问题的旅行推销员问题以及其它类似的组合优化问题在计算上是等价的。也就是说,不能用任何已知的多项式算法求解这种问题。从这个新发现可以看出:最优化方法的能力是有限的,这使得研究人员不得不寻求更好的解决办法。 神经网络的发展为这一问题的解决提供了一种新的思路。Hopfield神经网络算法是解决这一问题的经典算法,这一算法最初具有的不足之处也得到了不断的改进。 本文所做的工作: ● 给出了TSP问题的描述及数学模型 ● 介绍了神经网络应用于TSP问题的相关理论知识 ● Hopfield算法在求解TSP问题中的应用分析 ● 在已有的改进算法基础上,对Hopfield算法进一步改进 ● 提出了大规模TSP问题的基于分层聚类思想的解决方案 本文的创新之处: ● 分析了Hopfield神经网络算法解决TSP问题的理论过程,在已有改进算法的基础上,提出了新的改进,使得构造神经网络的神经元数目由n~2个减少到(n-1)~2个,简化了网络结构,提高了算法效率,对于神经网络的硬件实现有重要的意义; ● 提出采用分层聚类的方法来解决大规模TSP问题的方案。基本思想是利用聚类神经网络先把地理位置上相互靠近的城市划分为一个集体单位(一个物理区域),用改进的Hopfield神经网络算法求解各个区域间的最优(或近似最优)路径,然后再在每一个区域内部用同样的方法来求解其局部的最优(或近似最优)路径,这样可以最终得到全局的最优(或近似最优)解。描述如下: 设有城市集合S,按城市的地理位置把S划分为若干子 摘要-2- 集,得S=IjS,,其中*厂S;=d,i一 口 求得集合 I叫 S-{s;]i习,2,…n}的 TSP最优路径,再依次求得子集s;内部 的TSP 最 优 路 径,即 得 最 终 优 化 路 径 M 一)S 一)…一宁S;DI.I.K三*。二…·.厂I.l一7一厂)。 \”I”“]””“k“3J3’”“\“3“9 9‘“IS“”J”‘“j“ 这一思想的具体实现可以使得神经网络有效地用于大规 模TSP问题的求解,同时也为用神经网络解决其它大规模组 合优化问题提供了一种可参考的思路。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 唐祎;某特殊用途仓库综合保安自动化系统设计[D];重庆大学;2007年
2 黄美玲;蚁群优化算法的研究及其应用[D];南昌大学;2007年
3 陈华群;动车组运用计划编制系统相关问题研究[D];西南交通大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 焦李成;进化计算与进化神经网络──计算智能的新方向[J];电子科技;1995年01期
2 王凌,郑大钟;TSP及其基于Hopfield网络优化的研究[J];控制与决策;1999年06期
3 焦李成,保铮;进化计算与遗传算法──计算智能的新方向[J];系统工程与电子技术;1995年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈沐天,蔡和熙;货郎担问题的几何分块算法及China TSP问题的最终解决[J];计算机工程与科学;1998年01期
2 解伟,王翼飞;关于旅行售货员问题的混合遗传算法研究[J];上海大学学报(自然科学版);1997年05期
3 马良;旅行推销员问题的算法综述[J];数学的实践与认识;2000年02期
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7 于洪梅,朱晓明,陈刚;人工神经网络光度法同时测定锆和钛[J];鞍山科技大学学报;2003年01期
8 唐志丹;房丽娜;;基于神经网络的本科教学工作评估的专家评价[J];鞍山科技大学学报;2006年05期
9 张永兴,胡居义,文海家;滑坡预测预报研究现状述评[J];地下空间;2003年02期
10 尚松浩,毛晓敏;基于BP神经网络的土壤冻结温度及未冻水含量预测模型[J];冰川冻土;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 商允伟;刘长有;田国会;常发亮;;神经网络在自动化立体仓库的一类作业优化中的应用[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
2 梁志珊;张化光;;模糊神经网络的构造[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
3 郭鹏;韩璞;周黎辉;;基于Hopfield网络求解TSP问题的研究及改进[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
4 王凌;郑大钟;唐芳;;一种新的优化技术—混沌[A];第二十届中国控制会议论文集(上)[C];2001年
5 申培鲁;高安春;李秉雯;;MM5中尺度预报模式利用不同初始场模拟黄淮气旋结果的集成[A];山东气象学会2005年学术交流会优秀论文集[C];2005年
6 黄尚猛;李华川;;空气轴承式板形仪检测轴承工作参数智能优化设计[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
7 邓海伟;;自适应共振网络的实现及分析[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
8 徐勋福;郭军;;航材需求分析的误差反向传播网络预测[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
9 张瑞林;;基于事故树与人工神经网络分析的煤与瓦斯突出区域预测方法研究[A];瓦斯地质与瓦斯防治进展[C];2007年
10 吴昌友;王福林;孙立民;;基于遗传神经网络的农村用电量需求预测研究[A];农业系统工程理论与实践研究——全国农业系统工程学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张军英;二进前向网络的分类超平面理论[D];西安电子科技大学;1998年
2 莫玮;神经网络在自适应均衡中的应用研究[D];西安电子科技大学;2000年
3 李涛;基于简单曲线自适应逼近的平面连杆机构优化综合理论与方法的研究[D];大连理工大学;2000年
4 王彤波;基于人工神经网络的可控电解珩磨加工金属去除模型研究[D];大连理工大学;2000年
5 宋朝辉;神经网络在空间光学窗口热光学性能研究中的应用[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
6 彭真明;地震反演中的非线性优化方法及应用研究[D];成都理工学院;2001年
7 崔建军;复杂构造成像方法研究[D];中南大学;2001年
8 孙鑫;造纸过程的分层递阶智能控制系统[D];浙江大学;2001年
9 裴浩东;基于神经网络的稳态优化和控制研究[D];浙江大学;2001年
10 李璇君;航空发动机数字控制器与航空电子综合系统BIT技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陆忠武;混沌神经网络及其优化算法的研究和应用[D];武汉科技大学;2005年
2 潘伟;计算机视觉在农产品自动检测与分级中的研究——番茄的自动检测与分级[D];东北农业大学;2000年
3 曾光;基于神经网络的城市供水智能管理系统[D];广东工业大学;2000年
4 杨明辉;基于神经网络的系统辨识方法研究[D];北京工业大学;2000年
5 樊军;电热油炉智能控制系统[D];辽宁工程技术大学;2001年
6 周勇;电力系统短期负荷预测的研究[D];西安理工大学;2001年
7 漆随平;在线红外酸值(度)分析仪的研制与应用[D];甘肃工业大学;2001年
8 李梅;基于遗传算法的电力系统无功综合优化补偿规划[D];华北电力大学;2001年
9 杨良;电厂计划统计信息的分析与处理[D];华北电力大学;2001年
10 周晨松;智能温室控制系统[D];东北林业大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶佩青,廖文和,周来水,周儒荣;基于 PC 平台的计算机数控(CNC)系统开发[J];南京航空航天大学学报;1997年02期
2 郭新贵,李从心;一种新型柔性加减速算法[J];上海交通大学学报;2003年02期
3 王忠林,王英章,高中涛;印制电路板孔加工精度因素分析[J];印制电路信息;2004年10期
4 颜一鸣,张菁菁;建立数据仓库逻辑模型的方法[J];电脑知识与技术;2005年11期
5 丁智斌;袁方;董贺伟;;数据挖掘在高校学生学习成绩分析中的应用[J];计算机工程与设计;2006年04期
6 于立红;张建伟;;基于数据挖掘的高职生成绩分析与预测[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2006年03期
7 杨林,谷长发;层次分析法在林区公路路线方案比选中的应用[J];东北林业大学学报;2003年01期
8 黄明,宫鹏,梁旭;启发式Hopfield神经网络在车间调度中的应用[J];大连铁道学院学报;2004年01期
9 邹政达,孙雅明,张智晟;基于蚁群优化算法递归神经网络的短期负荷预测[J];电网技术;2005年03期
10 洪炳熔,金飞虎,高庆吉;基于蚁群算法的多层前馈神经网络[J];哈尔滨工业大学学报;2003年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王英章;高精高速微孔PCB数控钻床关键技术的研究与应用[D];重庆大学;2004年
2 赵国勇;数控系统运动平滑处理、伺服控制及轮廓控制技术研究[D];大连理工大学;2006年
3 葛宏伟;基于计算智能的若干优化问题研究[D];吉林大学;2006年
4 高尚;蚁群算法理论、应用及其与其它算法的混合[D];南京理工大学;2005年
5 左洪浩;蚁群优化算法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗福源;基于Windows平台的开放式三轴联动数控系统开发研究[D];广西大学;2002年
2 赵春红;基于PC的开放式数控系统[D];西北工业大学;2003年
3 张春树;基于双ARM的PCB钻床控制器的研究[D];江苏大学;2007年
4 张宇;基于DSP和FPGA的运动控制卡的研究与开发[D];南京航空航天大学;2007年
5 张振华;数控系统加减速算法及定位技术研究[D];大连理工大学;2007年
6 黄向修;基于机器视觉的并联焊头机构定位和运动精度的检测[D];广东工业大学;2008年
7 胡宇;基于商业智能的电信客户流失模型研究[D];电子科技大学;2007年
8 席先杰;基于数据挖掘的成绩管理系统的设计与实现[D];浙江工业大学;2007年
9 郭丞;多输入麻醉控制系统的数据融合[D];上海交通大学;2008年
10 阮璐;石化企业维修数据分析系统的研究与实现[D];南京信息工程大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐心和;旅行商问题的一种新解法[J];东北大学学报(自然科学版);1990年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾洁,范春菊;TSP的混合遗传算法——人工神经网络模型[J];电力系统及其自动化学报;2001年03期
2 李国富,叶飞帆;具有动态阈值的人工神经网络[J];宁波大学学报(理工版);2001年03期
3 焦铬;基于精确罚函数的神经网络优化方法求解TSP问题[J];福建电脑;2004年02期
4 张乐,陆金桂;改进的免疫算法求解TSP问题[J];计算机工程与设计;2005年04期
5 包明;;遗传算法求解TSP问题的改进[J];硅谷;2008年07期
6 尚智强,郑耀林;一种改进遗传算法在旅行商(TSP)问题中的应用[J];福建电脑;2002年08期
7 吴晓春;;遗传算法的C#实现及应用[J];电脑编程技巧与维护;2007年03期
8 彭青松;戴炳荣;;求解TSP问题的遗传算法新方法研究[J];福建电脑;2007年03期
9 方铖;;遗传算法及其在TSP问题中的应用[J];四川教育学院学报;2008年01期
10 李栋;孙慧霞;;基于遗传算法的TSP问题研究[J];黑龙江科技信息;2009年13期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯春贵;祝诗平;王海军;;一种改进型模板匹配和离散Hopfield神经网络的限速标志识别方法[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
2 江洁;张志涌;;基于接收数据阵空间基搜索的Hopfield神经网络盲检测[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
3 王小翠;郑更新;邢瑞;;一个用模拟退火求解TSP问题的新算法[A];中国企业运筹学[C];2009年
4 焦李成;王磊;;免疫全局优化计算[A];中国体视学学会’99学术报告会论文集[C];1999年
5 许文方;胡学钢;;改进的单亲遗传算法在TSP中的应用[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
6 高威斯;;基于边缘重组交叉算子的改进遗传算法在TSP问题中的应用[A];第十六届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2011年
7 宋雪梅;李兵;李晓颖;;一种求解连续对象优化问题的改进蚁群算法[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(二)[C];2006年
8 王担担;阮秀凯;张志涌;;基于Hopfield网络盲检测QAM信号的激活函数[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
9 许旭萍;臧道青;;采用Hopfield神经网络实施缸盖表面点阵字符识别[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
10 司守奎;王校锋;徐珊;;有时间约束的航路规划问题[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 卢业忠;脑控电脑 惊世骇俗[N];计算机世界;2001年
2 刘力;我半导体神经网络技术及应用研究达国际先进水平[N];中国电子报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑鹏升;Hopfield神经网络动力学分析与应用[D];天津大学;2010年
2 梁霄;随机时滞反应扩散Hopfield神经网络的渐近性分析[D];中国海洋大学;2012年
3 阮秀凯;基于连续多阈值神经元Hopfield网络的信号直接盲检测[D];南京邮电大学;2012年
4 郭鹏;Hopfield神经网络及其在电厂中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2004年
5 裴浩东;基于神经网络的稳态优化和控制研究[D];浙江大学;2001年
6 张昀;基于复数Hopfield神经网络的盲信号检测[D];南京邮电大学;2012年
7 王超学;遗传算法和蚁群算法及其在TSP问题和配电网重构问题中的应用研究[D];西安理工大学;2007年
8 南晋华;决策神经网络模型及应用研究[D];华中科技大学;2008年
9 王林山;可微动力系统渐近性研究及其在神经网络中的应用[D];四川大学;2002年
10 贺一;禁忌搜索及其并行化研究[D];西南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘乃文;神经网络在TSP问题中的应用研究[D];大连理工大学;2002年
2 苏健;自动波方法求解TSP问题[D];西安电子科技大学;2004年
3 熊平华;基于网格计算平台的智能优化算法应用与研究[D];浙江大学;2004年
4 孙骏;基于蚁群优化算法的TSP问题研究[D];武汉理工大学;2005年
5 敖磊;求解TSP问题的改进蚁群算法[D];西安电子科技大学;2005年
6 文杰;求解TSP问题的遗传算法[D];南京航空航天大学;2003年
7 冯迪;基于改进型Hopfield神经网络的盲检测新算法研究[D];南京邮电大学;2013年
8 宫鹏;人工神经网络在车间调度中的应用[D];大连铁道学院;2003年
9 马栋;模糊Hopfield网络在人脸识别中的应用[D];长沙理工大学;2010年
10 张秀英;含分布时滞的Hopfield神经网络的稳定性分析[D];四川师范大学;2011年
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