• 제목/요약/키워드: Local Search Methods

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Greedy-based Neighbor Generation Methods of Local Search for the Traveling Salesman Problem

  • Hwang, Junha;Kim, Yongho
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.69-76
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    • 2022
  • 순회 외판원 문제는 가장 유명한 조합 최적화 문제 중 하나이다. 지금까지 이 문제를 해결하기 위해 많은 메타휴리스틱 탐색 알고리즘들이 제안되어 왔으며, 그중의 하나가 지역 탐색이다. 지역 탐색에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나가 이웃해 생성 방법으로 주로 역전(inversion)과 같은 무작위 기반 이웃해 생성 방법들이 사용되어 왔다. 본 논문에서는 4가지의 새로운 그리디 기반 이웃해 생성 방법들을 제안한다. 3가지 방법은 그리디 삽입 휴리스틱을 기반으로 하는데, 선택된 도시들을 하나씩 차례로 현재 가장 좋은 위치로 삽입한다. 나머지 하나는 그리디 회전을 기반으로 한다. 제안된 방법들은 대표적인 지역 탐색 알고리즘인 first-choice 언덕 오르기 탐색과 시뮬레이티드 어닐링에 적용된다. 실험을 통해 제안된 그리디 기반 방법들이 기존의 무작위 기반 방법들보다 성능이 우수함을 확인하였다. 또한 일부 그리디 기반 방법들은 기존의 지역 탐색 기법들보다 더 우수함을 확인하였다.

Likelihood search method with variable division search

  • Koga, Masaru;Hirasawa, Kotaro;Murata, Junichi;Ohbayashi, Masanao
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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    • pp.14-17
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    • 1995
  • Various methods and techniques have been proposed for solving optimization problems; the methods have been applied to various practical problems. However the methods have demerits. The demerits which should be covered are, for example, falling into local minima, or, a slow convergence speed to optimal points. In this paper, Likelihood Search Method (L.S.M.) is proposed for searching for a global optimum systematically and effectively in a single framework, which is not a combination of different methods. The L.S.M. is a sort of a random search method (R.S.M.) and thus can get out of local minima. However exploitation of gradient information makes the L.S.M. superior in convergence speed to the commonly used R.S.M..

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Rural Postman Problem 해법을 위한 Iterative Local Search 알고리즘 (An Iterative Local Search Algorithm for Rural Postman Problems)

  • 강명주
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.48-53
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    • 2002
  • 본 논문에서는 Rural Postman Problem(RPP) 해법을 위한 Iterative Local Search(ILS) 알고리즘을 제안한다. ILS 알고리즘은 초기해를 여러 번 생성하여 탐색 시작점을 달리하는 방법으로, 초기해의 설정 방법에 따라 알고리즘의 성능이 크게 좌우되는 Local Search(LS) 알고리즘의 단점을 보완할 수 있다. 본 논문에서는 LS 알고리즘과 ILS 알고리즘을 18개의 RPP 문제에 적용하고 그 성능을 분석한다. 실험 결과에서는 ILS 알고리즘이 각각 다른 탐색 시작점에서 해 공간을 탐색함으로서 LS에 비해 좋은 해를 찾을 수 있음을 알 수 있었다.

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MOTION VECTOR DETECTION ALGORITHM USING THE STEEPEST DESCENT METHOD EFFECTIVE FOR AVOIDING LOCAL SOLUTIONS

  • Konno, Yoshinori;Kasezawa, Tadashi
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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    • pp.460-465
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    • 2009
  • This paper presents a new algorithm that includes a mechanism to avoid local solutions in a motion vector detection method that uses the steepest descent method. Two different implementations of the algorithm are demonstrated using two major search methods for tree structures, depth first search and breadth first search. Furthermore, it is shown that by avoiding local solutions, both of these implementations are able to obtain smaller prediction errors compared to conventional motion vector detection methods using the steepest descent method, and are able to perform motion vector detection within an arbitrary upper limit on the number of computations. The effects that differences in the search order have on the effectiveness of avoiding local solutions are also presented.

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Robust Visual Tracking using Search Area Estimation and Multi-channel Local Edge Pattern

  • Kim, Eun-Joon
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.47-54
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    • 2017
  • Recently, correlation filter based trackers have shown excellent tracking performance and computational efficiency. In order to enhance tracking performance in the correlation filter based tracker, search area which is image patch for finding target must include target. In this paper, two methods to discriminatively represent target in the search area are proposed. Firstly, search area location is estimated using pyramidal Lucas-Kanade algorithm. By estimating search area location before filtering, fast motion target can be included in the search area. Secondly, we investigate multi-channel Local Edge Pattern(LEP) which is insensitive to illumination and noise variation. Qualitative and quantitative experiments are performed with eight dataset, which includes ground truth. In comparison with method without search area estimation, our approach retain tracking for the fast motion target. Additionally, the proposed multi-channel LEP improves discriminative performance compare to existing features.

타부탐색(Tabu Search)의 확장모델을 이용한 '외판원 문제(Traveling Salesman Problem)' 풀기

  • 고일상
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 1996년도 추계학술대회발표논문집; 고려대학교, 서울; 26 Oct. 1996
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    • pp.135-138
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    • 1996
  • In solving the Travel Salesman Problem(TSP), we easily reach local optimal solutions with the existing methods such as TWO-OPT, THREE-OPT, and Lin-Kernighen. Tabu search, as a meta heuristic, is a good mechanism to get an optimal or a near optimal solution escaping from the local optimal. By utilizing AI concepts, tabu search continues to search for improved solutions. In this study, we focus on developing a new neighborhood structure that maintains the feasibility of the tours created by exchange operations in TSP. Intelligent methods are discussed, which keeps feasible tour routes even after exchanging several edges continuously. An extended tabu search model, performing cycle detection and diversification with memory structure, is applied to TSP. The model uses effectively the information gathered during the search process. Finally, the results of tabu search and simulated annealing are compared based on the TSP problems in the prior literatures.

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진화연산과 신경망이론을 이용한 전력계통의 최적환경 및 경제운용 (Optimal Environmental and Economic Operation using Evolutionary Computation and Neural Networks)

  • 이상봉;김규호;유석구
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권12호
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    • pp.1498-1506
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    • 1999
  • In this paper, a hybridization of Evolutionary Strategy (ES) and a Two-Phase Neural Network(TPNN) is applied to the optimal environmental and economic operation. As the evolutionary computation, ES is to search for the global optimum based on natural selection and genetics but it shows a defect of reducing the convergence rate in the latter part of search, and often does not search the exact solution. Also, neural network theory as a local search technique can be used to search a more exact solution. But it also has the defect that a solution frequently sticks to the local region. So, new algorithm is presented as hybrid methods by combining merits of two methods. The hybrid algorithm has been tested on Emission Constrained Economic Dispatch (ECED) problem and Weighted Emission Economic Dispatch (WEED) problem for optimal environmental and economic operation. The result indicated that the hybrid approach can outperform the other computational efficiency and accuracy.

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컴포넌트 서비스 기반의 휴리스틱 탐색 계획기 (A Heuristic Search Planner Based on Component Services)

  • 김인철;신행철
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제15B권2호
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    • pp.159-170
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    • 2008
  • 최근 들어 로봇 작업 계획기에 요구되는 중요한 기능 중의 하나가 이미 존재하는 컴포넌트 서비스들을 결합하여 새로운 서비스로 조합해낼 수 있는 계획 기능이다. 본 논문에서는 이러한 컴포넌트 서비스 조합을 위한 커널모듈로 개발된 휴리스틱 탐색 계획기인 JPLAN의 설계와 구현에 대해 설명한다. JPLAN은 효율적인 상태 공간 탐색을 위해 지역 탐색 알고리즘과 계획 그래프 휴리스틱을 이용한다. 본 논문에서 제안하는 지역 탐색 알고리즘인 EHC+는 FF 등의 상태 공간 계획기에 적용되어 높은 효율성을 보인 Enforced Hill-Climbing (EHC)을 확장한 것이다. EHC+는 EHC에 비해 소량의 추가적인 지역 탐색을 필요로 하지만 목표 상태까지 전체 탐색 양을 줄일 수 있고 더 짧은 계획을 얻을 수있다. 또한 본 본문에서는 대규모 상태 공간 탐색에 필수적인 효과적인 휴리스틱 추출 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 휴리스틱 추출방법은 Graphplan에서 계획 생성을 위해 처음 제안된 계획 그래프를 이용한다. 본 논문에서는 이러한 계획 그래프 기반의 다양한 휴리스틱들을 소개하고, 이들이 계획 생성에 미치는 효과를 실험을 통해 분석해본다.

A new hybrid optimization algorithm based on path projection

  • Gharebaghi, Saeed Asil;Ardalan Asl, Mohammad
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제65권6호
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    • pp.707-719
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    • 2018
  • In this article, a new method is introduced to improve the local search capability of meta-heuristic algorithms using the projection of the path on the border of constraints. In a mathematical point of view, the Gradient Projection Method is applied through a new approach, while the imposed limitations are removed. Accordingly, the gradient vector is replaced with a new meta-heuristic based vector. Besides, the active constraint identification algorithm, and the projection method are changed into less complex approaches. As a result, if a constraint is violated by an agent, a new path will be suggested to correct the direction of the agent's movement. The presented procedure includes three main steps: (1) the identification of the active constraint, (2) the neighboring point determination, and (3) the new direction and step length. Moreover, this method can be applied to some meta-heuristic algorithms. It increases the chance of convergence in the final phase of the search process, especially when the number of the violations of the constraints increases. The method is applied jointly with the authors' newly developed meta-heuristic algorithm, entitled Star Graph. The capability of the resulted hybrid method is examined using the optimal design of truss and frame structures. Eventually, the comparison of the results with other meta-heuristics of the literature shows that the hybrid method is successful in the global as well as local search.

학습에의한 진화전략의 수렴성에 관한연구 (A Study on the Convergence of the Evolution Strategies based on Learning)

  • 심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.650-656
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    • 1999
  • 본논문에서는 라마르크 진화와 볼드윈 효과를 진화전략에 적용하여 진화전략의 수렴성에 대해서 고찰한다. 또한 진화전략의 탐색법으로 랜덤 지역탐색법과 강화 지역 탐색법을 제안한다. 랜덤지역탐색은 미리 정한 일정한 회수의 지역탐색을 랜덤하게 수행하는 것이고 강화 지역탐색은 주어진 범위내에 존재하는 모든개체의 적합도를 평가하여 가장 적합도가 높은 개체 주변을 탐색하는 것이다. 이러한 관점에서 라마르크 진화와 볼드윈 효과를 기본으로 하는 강화 지역탐색은 단순히 랜덤하게 주변개체의 적합도를 탐색하는 것이 아니라 해 공간상에서 적합도가 높아지는 방향으로 지역 탐색을 행함으로써 랜덤 지역탐색에 비해 보다 효과적으로 주변 개체를 탐색할 수 있어 전역적 탐색능력의 향상은 물론 수렴속도의 향상은 가져 올수 있었다. 결과적으로 진화과정에 학습을 도입함으로써 진화만으로 최적해를 탐색할때보다 그성능이 향상됨을 볼 수 있다, 제안한 방법은 다양한 함수최적화 문제에 적용하여 그 시뮬레이션을 통해 학습이 진화에 미치는 영향에 대해서 고찰한다.

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