Алгоритми оптимізації мурашиними колоніями з диверсифікованим пошуком у задачі оптимізації авіаперельотів

Abstract

формульовано задачу пошуку оптимального шляху мандрівника в мережі авіаперельотів, яка враховує вартість побудованого маршруту та наявність користувацьких умов у випадку залежної від часу вартості сполучень. Запропоновано алгоритми систем мурашиних колоній для розв’язування залежної від часу задачі, поданої розширеним графом перельотів, які, на відміну від наявних мурашиних алгоритмів, враховують динамічність мережі (залежність наявності і вартості сполучення від часу) та користувацькі умови. Вдосконалено підхід до диверсифікації пошуку в мурашиних алгоритмах в умовах залежності від часу для щільного графу, що дало змогу підвищити якість побудованих маршрутів, які сполучають різні регіони. Ефективність запропонованих алгоритмів досліджено шляхом аналізу результатів обчислювального експерименту, виконаного з використанням реальних даних.

Сформулирована задача поиска оптимального пути путешественника в сети авиаперелетов, которая учитывает стоимость построенного маршрута и наличие пользовательских условий при зависимой от времени стоимости соединений. Предложены алгоритмы системы муравьиных колоний для решения зависимой от времени задачи, представленной расширенным графом перелетов, которые, в отличие от существующих муравьиных алгоритмов, учитывают динамичность сети (зависимость наличия и стоимости сообщения от времени) и пользовательские условия. Усовершенствован подход к диверсификации поиска в муравьиных алгоритмах в условиях зависимости от времени для плотного графа, что позволило повысить качество построенных маршрутов, связывающих различные регионы. Эффективность предложенных алгоритмов исследована на основе анализа результатов вычислительного эксперимента, выполненного с использованием реальных данных.

The formulated problem is to find optimal traveler’s path in airline networks, which takes into account cost of the constructed route and user conditions with time-dependent cost of connections. Ant colony system algorithms are proposed to solve the time-dependent problem represented by an extended flight graph. Unlike the available ant algorithm implementations, the developed algorithms take into account the properties of dynamic networks (time-dependent availability and connections cost) and user conditions. The improved approach to the diversification of search in ant colony system algorithms in terms of time dependence for a dense graph increased the quality of the constructed routes from different regions. The proposed algorithms are analyzed for efficiency based on the analysis of the results of a computational experiment from real data.