Vector Heuristic into Evolutionary Algorithms for Combinatorial Optimization Problems

진화 알고리즘에서의 벡터 휴리스틱을 이용한 조합 최적화 문제 해결에 관한 연구

In this paper, we apply the evolutionary algorithm to the combinatorial optimization problem. Evolutionary algorithm useful for the optimization of the large space problem. This paper propose a method for the reuse of wastes of light water in atomic reactor system. These wastes contain several reusable elements, and they should be carefully selected and blended to satisfy requirements as an input material to the heavy water atomic reactor system. This problem belongs to an NP-hard like the 0/1 knapsack problem. Two evolutionary strategies are used as approximation algorithms in the highly constrained combinatorial optimization problem. One is the traditional strategy, using random operator with evaluation function, and the other is heuristic based search that uses the vector operator reducing between goal and current status. We also show the method which perform the feasible test and solution evaluation by using the vectored knowledge in problem domain. Finally, We compare the simulation results of using random operator and vector operator for such combinatorial optimization problems.

본 논문에서는 진화 알고리즘에 기반하여 조합 최적화 문제를 해결하고자 한다. 진화 알고리즘은 대규모 문제 공간에서 최적화 문제를 해결하는데 적합한 알고리즘이다. 본 논문의 조합 최적화의 예는 경수로 원자로로부터 나온 폐연료를 중수로에서 재사용하는데 필요한 폐연료의 조합 문제이다. 이와 같은 조합 최적화 문제는 0/1 knapsack 문제와 같이 NP-Comprete 문제에 해당한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 고전적인 진화 알고리즘의 전략에 기반하여 랜덤 연산자를 이용하여 평가 함수 값이 좋은 방향으로만 탐색을 수행하는 방법, 그리고 벡터 연산자를 이용하여 최적의 해를 보다 빨리 얻을 수 있는 휴리스틱을 사용하는 방법이 있다. 본 논문에서는 중수로 연료 조합 문제 영역의 모든 지식을 벡터화하여 벡터의 연산만으로 가능성 검사, 해를 평가하는 방법을 소개한다. 또한 벡터 휴리스틱이 고전적인 진화 알고리즘에 비해 어느 정도의 성능을 보이는지 비교한다.