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李玉,陈学刚
摘要: 针对最小弱连通支配集问题(MWCDSP)现有启发式算法求解精度受限的问题,提出一种基于改进局部搜索的师徒进化算法(MAE-LS)。首先,在初始解构造阶段利用双重简化规则识别必然存在于最优解中的顶点,以缩小搜索空间并提升初始解的质量。其次,在局部搜索阶段引入弱连通优先的可行解构造机制,该机制相较于传统方法能更有效地维持解的弱连通性与支配性,同时结合高效的顶点选择方式动态指导顶点加入候选解或从解中移除,以增强解的多样性和可行性。设计混合频率与禁忌策略的双重循环抑制机制,有效降低重复搜索的概率。最后,提出破路策略以及扰动策略帮助算法跳出局部最优。实验评估方面,在4组基准测试集的98个实例上,与CPLEX(C Programming Language for EXpressions)精确求解器以及6种最先进的算法进行了对比。统计结果表明,MAE-LS是获得最优解数量最多的算法,特别是在NDR(Network Data Repository)实例上,其获得最优解的数量较性能次优的FPLS(Local Search algorithm based on the Feedback mechanism and the Perturbation strategy)有61.5%的显著提升,这充分证明了该算法在求解精度和算法稳定性方面的显著优势。MAE-LS为NP(Nondeterministic Polynomial)难网络优化问题提供了有效的求解新途径,对无线传感器网络构建等实际应用具有重要价值。
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