• 제목/요약/키워드: ant colony optimization

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시간대 제약이 있는 차량경로문제를 위한 Ant Colony Optimization의 변형들의 성능평가 (A Performance Evaluation of the Variations of Ant Colony Optimization for Vehicle Routing Problems with Time Windows)

  • 홍성철;박양병
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2004년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.319-322
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    • 2004
  • 물류/택배업계의 공급사슬관리에서 차량에 의한 고객의 요구 서비스 시간대 만족은 고객의 재고수준을 낮추고 또한 서비스 수준의 향상에 매우 중요한 제약조건이다. 최근에 소개된 메타휴리스틱인 개미해법(Ant Colony Optimization: ACO)은 NP-hard 문제의 해공간 탐색에 있어서 상당한 장점을 가지고 있으나, 시간대 제약이 있는 차량경로문제(Vehicle Routing Problems with Time Windows: VRPTW)에 대한 적용은 아주 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 ACO 를 VRPTW에 적용하여 최선의 차량경로 해를 구하기 위한 여러 변형을 제시하고, 이들의 영향을 다양한 실험문제를 이용하여 분석하고자 한다. 계산실험 결과, 기본 ACO 에 여러 설계 요소들을 추가함에 따라 계산시간이 다소 증가하지만 보다 우수한 차량경로 해를 구할 수 있었다.

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개미군 최적화 방법을 이용한 Location Area Planning (Location Area Planning Using Ant Colony Optimization)

  • 김성수;김형준;김기동
    • 경영과학
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    • 제25권2호
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    • pp.73-80
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    • 2008
  • The location area planning is to assign cells to the location areas of a wireless communication network in an optimum manner. The two important cost components are cost of location update and cost of paging that are of conflicting in nature; i.e., minimizing the registration cost might increase the search cost. Hence, it is important to find a compromise between the location update and paging operations such that the cost of mobile terminal location tracking cost is a minimum. The complete mobile network is divided into location areas. Each location area consists of a group of cells. In fact this is shown to be an NP-complete problem in an earlier study. In this paper, we use an ant colony optimization method to obtain the best/optimal group of cells for a given a network.

개미군 최적화 방법을 적용한 무선 센서 네트워크에서의 클러스터링 최적 설계 (Clustering Optimal Design in Wireless Sensor Network using Ant Colony Optimization)

  • 김성수;최승현
    • 경영과학
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    • 제26권3호
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    • pp.55-65
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    • 2009
  • The objective of this paper is to propose an ant colony optimization (ACO) for clustering design in wireless sensor network problem. This proposed ACO approach is designed to deal with the dynamics of the sensor nodes which can be adaptable to topological changes to any network graph in a time. Long communication distances between sensors and a sink in a sensor network can greatly consume the energy of sensors and reduce the lifetime of a network. We can greatly minimize the total communication distance while minimizing the number of cluster heads using proposed ACO. Simulation results show that our proposed method is very efficient to find the best solutions comparing to the optimal solution using CPLEX in 100, 200, and 400 node sensor networks.

Bio-inspired Load Balancing Routing for Delay-Guaranteed Services in Ever-Changing Networks

  • Kim, Young-Min;Kim, Hak Suh;Jung, Boo-Geum;Park, Hea-Sook;Park, Hong-Shik
    • ETRI Journal
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    • 제35권3호
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    • pp.414-424
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    • 2013
  • We consider a new load balancing routing for delay-guaranteed services in the network in which the traffic is dynamic and network topologies frequently change. For such an ever-changing network, we propose a new online load balancing routing called AntLBR, which exploits the ant colony optimization method. Generally, to achieve load balancing, researchers have tried to calculate the traffic split ratio by solving a complicated linear programming (LP) problem under the static network environment. In contrast, the proposed AntLBR does not make any attempt to solve this complicated LP problem. So as to achieve load balancing, AntLBR simply forwards incoming flows by referring to the amount of pheromone trails. Simulation results indicate that the AntLBR algorithm achieves a more load-balanced network under the changing network environment than techniques used in previous research while guaranteeing the requirements of delay-guaranteed services.

차량 경로 스케줄링 문제 해결을 위한 개미 군집 최적화 휴리스틱 (An Ant Colony Optimization Heuristic to solve the VRP with Time Window)

  • 홍명덕;유영훈;조근식
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제17B권5호
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    • pp.389-398
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    • 2010
  • 차량 경로 스케줄링 문제(VRSPTW, the Vehicle Routing and Scheduling Problem with Time Window)는 여러 고객의 시간 제약과 요구량을 만족시키면서 최소 이동 비용을 가지는 경로를 구성하는 문제이다. 이 문제는 NP-Hard 문제이기 때문에 해를 산출하는데 시간이 오래 걸린다. 본 연구는 VRSPTW를 빠른 시간 내에 최근사해를 구하기 위한 멀티 비용 함수(Multi Cost Function)를 갖는 개미 군집 최적화(Ant Colony Optimization)을 이용한 휴리스틱을 제안하였다. 멀티 비용 함수는 각 개미가 다음 고객 노드로 이동하기 위해 비용을 평가할 때 거리, 요구량, 각도, 시간제약에 대해 서로 다른 가중치를 반영하여 우수한 초기 경로를 구할 수 있도록 한다. 본 연구의 실험결과에서 제안된 휴리스틱이 Solomon I1 휴리스틱과 기회시간이 반영된 하이브리드 휴리스틱보다 효율적으로 최근사 해를 얻을 수 있음을 보였다.

Symmetric Traveling Salesman Problem을 해결하기 위해 Ant Colony System에서의 효과적인 최적화 방법에 관한 연구 (An Effective Ant Colony System Optimization for Symmetric Traveling Salesman Problem)

  • 정태웅;이승관;정태충
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2000년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.321-324
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    • 2000
  • 조합 최적화 문제인 Traveling Salesman problems(TSP)을 Genetic Algorithm(GA)[3]과 Local Search Heuristic Algorithm[8]을 이용하여 접근하는 것은 최적해를 구하기 위해 널리 알려진 방법이다. 본 논문에서는 TSP문제를 해결하기 위한 또 다른 접근법으로, 다수의 Ant들이 Tour들을 찾는 ACS(Ant Colony System) Algorithms[4][6][7]을 소개하고, ACS에서 Global Optima를 찾는 과정에서, 이미 이루어져 있는 Ant들의 Tour결과들을 서로 비교한다. Global Updating Rule에 의해 Global Best Tour 에 속해 있는 각 Ant Tour의 edge들을 update하는 ACS Algorithm에, 각 루프마다 Ant Tour들을 우성과 열성 인자들로 구분하고, 각각의 우성과 열성 인자들에 대해서 Global Updating Rule에 기반한 가중치를 적용(Weight Updating Rule)하므로서 기존의 ACS Algorithm보다 효율적으로 최적 해를 찾아내는 방법에 대해서 논하고자 한다.

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배전 계통의 손실 최소화를 위한 개미 군집 알고리즘의 적용 (Application of Ant colony Algorithm for Loss Minimization in Distribution Systems)

  • 전영재;김재철
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제50권4호
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    • pp.188-196
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    • 2001
  • This paper presents and efficient algorithm for the loss minimization by automatic sectionalizing switch operation in distribution systems. Ant colony algorithm is multi-agent system in which the behaviour of each single agent, called artificial ant, is inspired by the behaviour of real ants. Ant colony algorithm is suitable for combinatiorial optimization problem as network reconfiguration because it use the long term memory, called pheromone, and heuristic information with the property of the problem. The proposed methodology with some adoptions have been applied to improve the computation time and convergence property. Numerical examples demonstrate the validity and effectiveness of the proposed methodology using a KEPCO's distribution system.

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Ant Colony System에서 효율적 경로 탐색을 위한 지역갱신과 전역갱신에서의 추가 강화에 관한 연구 (A Study about Additional Reinforcement in Local Updating and Global Updating for Efficient Path Search in Ant Colony System)

  • 이승관;정태충
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제10B권3호
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    • pp.237-242
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    • 2003
  • Ant Colony System(ACS) 알고리즘은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법이다. 이것은 greedy search뿐만 아니라 exploitation of positive feedback을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 Traveling Salesman Problem(TSP)를 풀기 위해 제안되었다. 본 논문에서는 전통적 전역갱신과 지역갱신 방법에 개미들이 방문한 각 간선에 대한 방문 횟수를 강화값으로 추가한 새로운 방법의 ACS를 제안한다. 그리고 여러 조건 하에서 TCS 문제를 풀어보고 그 성능에 대해 기존의 ACS 방법과 제안된 ACS 방법을 비교 평가해, 최적해에 더 빨리 수렴함을 실험을 통해 알 수 있었다.

Swarm Intelligence-based Power Allocation and Relay Selection Algorithm for wireless cooperative network

  • Xing, Yaxin;Chen, Yueyun;Lv, Chen;Gong, Zheng;Xu, Ling
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권3호
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    • pp.1111-1130
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    • 2016
  • Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

Novel Method of ACO and Its Application to Rotor Position Estimation in a SRM under Normal and Faulty Conditions

  • Torkaman, Hossein;Afjei, Ebrahim;Babaee, Hossein;Yadegari, Peyman
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권6호
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    • pp.856-863
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    • 2011
  • In this paper a novel method of the Ant Colony Optimization algorithm for rotor position estimation in Switched Reluctance Motors is presented. The data provided by the initial assumptions is one of the important aspects used to solve the problems relative to an Ant Colony algorithm. Considering the nature of a real ant colony, it was found that the ants have no primary data for deducing which is the shortest path in their initial iteration. They also do not have the ability to see the food sources at a distance. According to this point of view, a novel method is presented in which the rotor pole position relative to the corresponding stator pole in a switched reluctance motor is estimated with high accuracy using the active and inactive phase parameters. This new method gives acceptable results such as a desirable convergence together with an optimized and stable response. To the best knowledge of the authors, such an analysis has not been carried out previously.