全书从内容上分为三大部分。第一部分主要介绍超启发式算法的基础理论,其中第1章介绍了超启发式算法的内涵和分类,第2~第5章分别介绍了选择构造类、选择摄动类、生成构造类、生成摄动类这四类超启发式算法,第6章从理论层面给出了超启发式算法的严格定义和基本框架。第二部分重点介绍超启发式算法在多种实际优化问题中的应用,其中第7~第10章分别详细介绍了如何设计超启发式算法来求解车辆路径规划、护士排班、装箱、考试时间表编排这四种应用广泛的优化问题,第11章介绍了多领域通用的超启发式算法,并重点介绍了这一领域的最新研究进展。第三部分总结了超启发式算法领域的研究现状,并展望该领域未来的发展方向,其中第12章重点介绍了超启发式算法领域的几种高级算法,第13章介绍了超启发式算法领域的发展趋势。
第一篇 超启发式算法:基础理论
第 1 章超启发式算法简介
1.1 引言
1.2 低层次的启发式算法
1.3 超启发式算法的分类
第 2 章选择构造类超启发式算法
2.1 引言
2.2 案例推理技术
2.3 局部搜索算法
2.4 基于群体的算法
2.5 混合与自适应方法
2.6 小结
第 3 章选择摄动类超启发式算法
3.2.1 启发式算法选择方法
3.2.2 动作接受判断方法
3.1 引言
3.2 单点搜索选择摄动类超启发式算法
3.3 多点搜索选择摄动类超启发式算法
3.4 小结
第 4 章生成构造类超启发式算法
4.1 引言
4.2 低层次启发式算法中的问题属性及其表示
4.3 遗传规划
4.4 一次性和可重复使用性的对比
4.5 小结
第 5 章生成摄动类超启发式算法
5.1 引言
5.2 局部搜索算子的生成
5.3 创建算法和元启发式算法
5.4 小结
第 6 章理论层面 一个严格的定义
6.3.1 一种基于图的选择类超启发式算法框架
6.3.2 在基于图的超启发式算法框架中的两个搜索空间的分析
6.3.3 对基于图的超启发式算法的性能评估
6.3.4 基于图的超启发式算法的适应度地形分析
6.2.1 在严格的超启发式算法框架中的两个搜索空间
6.2.2 在超启发式算法框架中由启发式算法构成的空间的适应度地形
6.1 引言
6.2 超启发式算法的一个严格定义
6.3 例子:针对时间表编排问题的一个选择构造类超启发式算法
6.4 小结
第二篇 超启发式算法的应用
第 7 章车辆路径规划问题
7.3.1 使用摄动类低层次启发式算法的选择类超启发式算法
7.3.2 同时含有构造类和摄动类低层次启发式算法的选择类超启发式算法
7.2.1 求解车辆路径规划问题的构造类低层次启发式算法
7.2.2 求解车辆路径规划问题的摄动类低层次启发式算法
7.1 引言
7.2 求解车辆路径规划问题的低层次启发式算法
7.3 求解车辆路径规划问题的选择类超启发式算法
7.4 求解车辆路径规划问题的生成类超启发式算法
7.5 小结
第 8 章护士排班问题
8.1 引言
8.2 用于求解护士排班问题的低层次启发式算法
8.3 求解护士排班问题的选择类超启发式算法
8.4 小结
第 9 章装箱问题
9.2.1 求解装箱问题的低层次构造类启发式算法
9.2.2 超启发式算法所采用的方法
9.1 引言
9.2 选择构造类超启发式算法
9.3 生成构造类超启发式算法
9.4 小结
第 10 章考试时间表编排问题
10.4.1 求解考试时间表编排问题的选择摄动类超启发式算法
10.4.2 求解考试时间表编排问题的选择构造类超启发式算法
10.1 引言
10.2 求解考试时间表编排问题的低层次构造类启发式算法
10.3 求解考试时间表编排问题的低层次摄动类启发式算法
10.4 求解考试时间表编排问题的选择类超启发式算法
10.5 求解考试时间表编排问题的生成类超启发式算法
10.6 小结
第 11 章多领域通用的超启发式算法
11.3.1 2011 年跨领域启发式算法搜索挑战赛中的决赛入围者
11.3.2 新近提出的方法
11.1 引言
11.2 跨领域启发式算法搜索挑战赛(ChESC)
11.3 超启发式算法所采用的方法
11.4 小结
第三篇 过去、现在与未来
第 12 章超启发式算法的研究进展
12.1 引言
12.2 混合型超启发式算法
12.3 用于实现自动化设计的超启发式算法
12.4 超启发式算法的自动化设计
12.5 连续优化
12.6 小结
第 13 章结论与未来研究方向
附录
附录 AHyFlex 与 EvoHyp
A.2.1 GenAlg
A.2.2 GenProg
A.2.3 分布式的 GenAlg 和 GenProg
A.2.4 如何获取软件工具箱 EvoHyp
A.1 HyFlex
A.2 EvoHyp
附录 B组合优化问题及其基准测试数据集
B.4.1 考试时间表编排问题的基准测试数据集
B.3.1 车辆路径规划问题的基准测试数据集
B.2.1 2010 年护士排班问题国际竞赛
B.2.2 护士排班问题的英国基准测试数据集
B.2.3 护士排班问题的英国诺丁汉市基准测试数据集
B.1.1 一维装箱问题
B.1.2 二维装箱问题
B.1.3 三维装箱问题
B.1.4 装箱问题的基准测试数据集
B.1 装箱问题
B.2 护士排班问题
B.3 车辆路径规划问题
B.4 考试时间表编排问题
参考文献