基于混合布谷鸟搜索算法的并行机调度的研究与实现

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sduan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
并行机调度是实际生产调度问题的一种典型抽象模型,通常被认为是NP-hard问题。问题规模较大时,在有限的时间内精确求解并行机调度问题非常困难。布谷鸟搜索算法是一种新颖的启发式智能优化算法,由于其被证明具有全局收敛的特征,已经被广泛应用于求解多种困难的组合优化和生产调度问题。本文以布谷鸟搜索算法为主体框架,设计编码方案和改进算法流程,提出一种基于双向排序编码方案的混合布谷鸟搜索算法,该算法被用于最小化相同并行机调度问题的最大完成时间。本文的主要工作内容有如下四点:(1)提出一种双向排序编码方案,要求调度计划将机器上的工件降序排列,机器按照其上的负载升序排列。该编码方案对离散的调度计划进行编码,其对应解码过程则实现了一个贪心的局部搜索过程。双向排序编码方案对调度计划的构建和变换,可将并行机调度问题从组合问题转换成排列问题。(2)设计了一种新颖的离散Levy飞行过程,基于模运算实现了排列的随机变换,对双向排序编码方案的调度计划执行随机游走,模拟离散调度计划的全局搜索和收敛过程。另外,提出了一种邻域结构和对应的邻域动作,并构建扰动因子,设计了一种改进的变邻域搜索算法,能有效实现并行机调度问题的局部搜索。(3)对布谷鸟搜索算法的仿生过程研究,设计了改进的布谷鸟搜索算法执行流程。首先,在算法的初始化过程中,选取优秀的初始种群,可以提升初始解的质量,加快收敛速度;其次,基于精英策略,设计一种智能的布谷鸟,通过主动放弃不佳的巢穴来实现更详细的搜索,增强局部搜索的效率,提高最终收敛效果。(4)设计三个对比实验来验证提出的基于双向排序编码方案的混合布谷鸟搜索算法。首先,基于相同的编码方案和算法框架求解并行机调度问题,实现对本文提出的评价指标的验证;其次,对比用连续域去映射离散问题的编码方案,评估提出的双向排序编码方案的有效性;最后,与近年提出的一种改进布谷鸟搜索调度算法进行对比,验证本文提出的混合布谷鸟搜索算法的优越性。实验结果表明,本文提出的逼近系数评价指标有更好的合理性,双向排序编码方案相对于其它编码方案在解决并行机调度问题上更具竞争力,基于混合布谷鸟搜索的并行机调度算法解除了改进布谷鸟搜索算法对机器上的工件数量预设的固定值,能获得更好的调度结果。
其他文献
脱泡是以离子液体为溶剂溶解纤维素通过干喷湿纺生产再生纤维素纤维的关键工艺。传统搅拌釜作为纺丝原液制备与脱泡工艺的核心设备而被广泛使用,然而存在物料处理时间长、操作不连续、经济效益低等缺点。以双螺杆挤出机为载体的纺丝原液的加工方法克服了上述缺点,是一种具有应用潜力的新型工艺。本文以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([Emim]DEP)作为溶解纤维素的溶剂,采用计算流体力学方法,探究在双螺杆
煤矿井下抽采的煤层气CH4浓度低,一般为18%~32%,商业化的利用煤层气需要分离CO2、N2等气体,将煤层气提纯和提浓。变压吸附是提纯CH4重要手段之一,提纯的关键是研发吸附剂。论文以无烟煤为原材料,基于水蒸气活化法制备煤基活性炭方法,开展煤基活性炭的制备工艺、煤基活性炭孔结构、煤基活性炭的吸附性能的研究。通过理论与试验分析,取得的主要成果如下:①得到了在N2氛围下煤基活性炭的最优制备工艺,即预
覆冰天气下,风对输电线等电力设备表面覆冰有重大影响,是研究设备覆冰机理和融冰技术的重要气象参数。但是雨雪冰冻等恶劣气象环境对风速风向测量提出了挑战,风速计在高寒天气易被冻结破坏,导致数据失真或监测精度大幅下降。目前关于风速计在覆冰环境下精确测量试验研究较少,且缺乏成熟的精确测量产品。因此,设计一套成熟的风速风向测量及防除冰技术方案,对研究覆冰环境下风速风向的精确测量具有重要的学术意义和工程实用价值
随着环境问题的加重,传统能源的短缺,各国逐渐开始以新能源取代化石能源。风能凭借其技术成熟、资源丰源,成为目前发展力度最大的新能源之一。近年来,我国大力发展风电技术,海上风电更是重中之重。单桩海上风机作为我国海上风电项目使用最频繁的机型,是一种典型的高耸结构,其结构安全极易受到外部环境的影响。在众多自然灾害中,台风是最常见,也是对风机威胁最大的一种。目前,国内对海上风机的台风易损性研究较少,针对此研
城市轨道车辆的运行需要满足安全、可靠、舒适的要求,它离不开及时的检修维护工作。传统的牵引电机试验台,往往停留在对电机转子线圈电路、绝缘性的检测,很少涉及到对牵引电机轴承健康状况的检测,而牵引轴承的故障和寿命退化研究应当是牵引电机试验台测试的重要内容。本研究的目的是提出一套基于牵引电机轴承振动数据的健康管理方案,包括对牵引电机轴承的故障识别和剩余寿命的预测,为牵引电机试验台的改进项目提供可行性方案。
建筑产业是国家经济发展的重要物质生产部门,建筑工程建设也是国家城市化进程中不可缺少的中坚力量。随着建筑行业的发展和社会的进步,国家和人们对于建筑产品的质量和安全保障的要求越来越高,同时建筑行业频频出现的一些质量和安全问题也进一步引起了国家和社会的重视。但传统的质量安全监管方式是“谁施工谁检测”,对于评价结果缺乏足够的客观性和可靠性。基于第三方的建筑工程质量安全评估方式在国外已经较为成熟,并且由于评
伴随着经济的快速发展以及城市人口的不断增加,城市生活垃圾量急剧增加。同时,在城市空间区域不断扩张的趋势下,城市生活垃圾(Municipal solid waste,MSW)的产生源头越来越分散。这些因素导致对MSW的管理变得更为复杂,并给城市环卫部门和垃圾清运公司造成巨大压力,MSW管理也因此受到政府和城市居民的高度关注。在MSW管理的众多环节中,MSW收运是连接垃圾产生源头和终端处理设施的中间桥
在我国城镇化水平逐步提升的背景下,房地产行业进入了白银时代。在成本不断上涨的基础上,建筑施工企业在竞争中面临着极大的生存压力。在经营成本中,建筑施工企业的采购成本直接占到项目施工全周期建造成本的一半以上。显而易见,采购管理水平的高低已经成为项目建设过程中影响工程建造成本的主要因素。信息技术的快速发展助推了采购模式的转型与升级。在信息技术的助力下,国有施工单位也开始将集中采购作为提质增效的主要研究方
随着计算机理论和技术的飞速发展,自然语言处理在日常生活以及学术研究中都变得越来越重要,计算词汇相似度就是其中的一个重要方面。词汇相似度计算的目标是对一对词或概念在语义上的相似程度进行量化。词汇相似度可以应用到很多重要的领域,比如机器翻译,检索系统,也可以在智能问答系统中发挥作用。本文专注于英语词汇相似度计算模型的研究。从已有研究中可以发现,基于知识(比如作为常用的知识库或本体的WordNet)的词
角蛋白在自然界中来源广泛,存在于动物的毛发、角、指甲、爪、喙等。角蛋白生物材料因优良的生物活性和生物相容性,已经广泛被应用于止血、创面修复、药物递送等多种生物医学领域,因此开发高效、快速的角蛋白提取方法既可提高废弃蛋白质的利用效率,又能有效促进角蛋白在生物医药领域的发展。目前,常见的人发中提取角蛋白的方法包括化学法、物理法和酶法等,普遍存在提取时间长的问题,其中蒸汽闪爆法虽提取时间短,但不易广泛推