超启发式算法:一种跨领域的问题求解模式

 近年来随着智能计算领域的发展,出现了一类被称为超启发式算法(Hyper-Heuristic Algorithm)的新算法类型。最近几年,智能计算领域的著名国际会议(GECCO 2009, CEC 2010,PPSN 2010)[1]分别举办了专门针对超启发式算法的workshop或session。从GECCO 2011开始,超启发式算法的相关研究正式成为该会议的一个领域(self* search-new frontier track)。国际智能计算领域的两大著名期刊Journal of Heuristics和Evolutionary Computation也在2010年和2012年分别安排了专刊,着重介绍与超启发式算法有关的研究进展。
《超启发式算法:一种跨领域的问题求解模式》

图1 超启发式算法的概念模型



    该类超启发式算法在构造新启发式算法时,每次都挑选那些能够最大化改进当前(问题实例)解的LLH。由于每次挑选LLH时需要评估所有LLH,故此该类方法的执行效率低于基于随机选择的超启发式算法。


(3) 基于元启发式算法的超启发式算法


(4) 基于学习的超启发式算法
    该类超启发式算法在构造新启发式算法时,采用一定学习机制,根据现有各种LLH的历史信息来决定采纳哪一个LLH。根据LLH历史信息来源的不同,该类超启发式算法可以进一步分为在线学习(on-line learning)和离线学习(off-line learning)两种:前者是指LLH的历史信息是在求解当前实例过程中积累下来的;后者通常将实例集合分为训练实例和待求解实例两部分,训练实例主要用于积累LLH的历史信息,而待求解实例则可以根据这些历史信息来决定LLH的取舍。


2.    超启发式算法vs.启发式算法
(1)超启发式算法与启发式算法均是为了求解问题实例而提出的。因此,问题实例可以视为超启发式算法和启发式算法两者共同的处理对象。
(3)超启发式算法与启发式算法都是运行在搜索空间上,但是各自的搜索空间构成不同:传统启发式算法是工作在由问题实例的解构成的搜索空间上;而超启发式算法运行在一个由启发式算法构成的搜索空间上,该搜索空间上的每一个顶点代表一系列LLH的组合。因此,超启发式算法的抽象程度高于传统启发式算法。
表2 超启发式算法与启发式算法多视角对比

           启发式算法           处理对象 问题实例
可能有 搜索空间        由LLH串(启发式算法)构成            
广泛   ———————————————————————————————
1Workshop in conjunction with GECCO’09: Automated Heuristic Design: Crossing the Chasm for Search Methods. Special Session with CEC’10: Hybrid Evolutionary Algorithms, Hyper-heuristics and Memetic Computation. Workshop in conjunction with PPSN’10: Self-tuning, Self-configuring and Self-generating Search Heuristics.
    原文作者:启发式算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/foreverdengwei/article/details/7524417
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