解双层多目标规划问题算法的研究

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1、解双层多目标规划问题算法的研究作者姓名王云丽导师姓名、职称王宇平教授一级学科计算机科学与技术二级学科计算机软件与理论申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1203121639分类TN82号TP30密级公开西安电子科技大学硕士学位论文解双层多目标规划问题算法的研究作者姓名：王云丽一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机软件与理论学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王宇平教授提交日期：2014年12月ResearchonAlgorithmsforSolvingBilevelMulti-Ob

2、jectiveProgrammingProblemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerScienceandTechnologyByWangyunliSupervisor:Prof.WangyupingDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印

4、件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着科学技术的发展，优化问题变得越来越复杂，上下级交互决策变得越来越普遍。对双层规划问题已经有了比较广泛的研究，近年来，双层多目标规划问题也逐渐引起了人们的关注。双层多目标规划问题是一类NP难问题，很难用传统方法来求解。智能算

5、法的出现为求解NP难优化问题提供了一种新的途径，可以用智能算法来求解双层多目标规划问题。细菌觅食优化算法（BFO）就是一种模仿大肠杆菌觅食的新型智能算法，目前还处于研究的初级阶段，极少被用于求解双层规划问题。针对两类不同的双层多目标规划问题，本文提出了两种基于混合BFO算法的方法来求解。一种方法是将约束条件特殊的低维双层多目标规划问题转换为单层问题进行求解；另一种方法是通过上下层规划问题交互使用智能算法——改进的NSGA-II算法来求解高维双层多目标规划问题。本文主要工作如下：提出两种基于BFO算法的混合BFO算法。针对标准

6、BFO算法固定步长的缺点，分别与PSO算法和DE算法相结合，并改进了BFO算法的其他主要操作算子，得到了两种性能较好的混合BFO算法。对于约束条件是凸的或约束条件是线性的低维双层多目标规划问题，可转换为单层问题进行求解，并对此设计了进化算法。首先，用权系数法将双层多目标规划问题的上下层多目标规划转换为单目标规划问题。然后，利用下层最优性条件，将问题转换为单层单目标规划问题，并采用本文提出的与PSO算法相结合的混合BFO算法来求解。对于更具一般性高维的双层多目标规划问题，采用交互式进化算法解决。本文改进了NSGA-II算法，用

7、本文提出的与DE算法相结合的混合BFO算法来代替原先的经典遗传操作，改进了NSGA-II算法的性能。上层多目标规划问题采用权系数法转换成单目标问题，再用第三章提出的一种混合BFO算法——PSO-BFO算法来求解。下层规划用使用改进的NSGA-II算法求解多目标问题，并且在下层使用了小生境技术来增加下层问题非支配解。交互求解上下层规划问题，直到找到问题的Pareto最优解。关键词：双层多目标优化，细菌觅食优化算法，NSGA-II，小生境论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWit

8、hthedevelopmentofscienceandtechnology,optimizationproblemisbecomingmoreandmorecomplex,theinteractiondecision-makingbetweenthesuperiorandthesubord