JP2002288624A - Route optimization program, route-optimizing method and route-optimizing device - Google Patents

Route optimization program, route-optimizing method and route-optimizing device

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JP2002288624A
JP2002288624A JP2001089605A JP2001089605A JP2002288624A JP 2002288624 A JP2002288624 A JP 2002288624A JP 2001089605 A JP2001089605 A JP 2001089605A JP 2001089605 A JP2001089605 A JP 2001089605A JP 2002288624 A JP2002288624 A JP 2002288624A
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JP
Japan
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gene
individual
individuals
generation
route
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JP2001089605A
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Japanese (ja)
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Masaharu Tanaka
雅晴 田中
Masanobu Mizoguchi
正信 溝口
Shoji Sugioka
昭次 杉岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a route optimization technology, capable of deciding a plural number of optimizing routes, while keeping diversity of the routes. SOLUTION: This route-optimizing program is a program for carry out formation of a plural number of gene individuals to express the routes different from each other (S02), classification of the gene individuals in a plural number of individual groups according to similarity (S02), and formation of following generation gene individuals from the aforementioned gene individuals (S04, S05). The next generation gene individuals include naturally selected next generation gene individuals selected from the gene individuals according to the adaptability of the gene individuals. At this time, at least one of the gene individuals is selected from each of the individual groups as the naturally selected next generation gene individual.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、経路最適化技術に
関する。本発明は、特に、遺伝的アルゴリズム(GA:
Genetic Algorithm)を使用して経路
の最適化を行う経路最適化技術に関する。
[0001] The present invention relates to a route optimization technique. The present invention particularly relates to genetic algorithms (GA:
The present invention relates to a route optimization technology for optimizing a route by using a genetic algorithm.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両、航空機のような移動体は、最適な
経路に沿って移動することが望まれる。そのため、最適
な経路を探索する経路最適化方法が研究されている。
2. Description of the Related Art It is desired that a moving body such as a vehicle or an aircraft move along an optimal route. Therefore, a route optimization method for searching for an optimal route has been studied.

【0003】このような経路最適化方法として遺伝的ア
ルゴリズムを用いた方法が提案されている。遺伝的アル
ゴリズムを用いた経路最適化方法は、計算量が指数的に
増加しないこと、探索空間が広いこと、解を評価する評
価関数が柔軟に設定できること等、種々の長所を持つ。
As a route optimization method, a method using a genetic algorithm has been proposed. The route optimization method using a genetic algorithm has various advantages, such as that the amount of calculation does not increase exponentially, that a search space is wide, and that an evaluation function for evaluating a solution can be set flexibly.

【0004】更に、遺伝的アルゴリズムを用いた経路最
適化方法では、複数の解候補の決定が可能である。遺伝
的アルゴリズムを用いた経路最適化方法では、経路を示
す多数の遺伝子から解候補を選択して決定される。この
とき、解候補を複数選択すれば、複数の解候補の決定が
可能である。複数の解候補の決定が可能であるという特
性は、他のアルゴリズムを使用した経路最適化方法では
実現が難しい。
Further, in the route optimization method using a genetic algorithm, a plurality of solution candidates can be determined. In the route optimization method using a genetic algorithm, a solution candidate is selected and determined from a large number of genes indicating a route. At this time, if a plurality of solution candidates are selected, a plurality of solution candidates can be determined. The characteristic that a plurality of solution candidates can be determined is difficult to realize by a route optimization method using another algorithm.

【0005】このとき、決定された複数の解候補は、互
いに類似していないことが望まれることがある。例え
ば、カーナビゲーションシステムでは、ある一の解候補
にユーザが満足しないときに示される他の解候補は、そ
の一の解候補に類似していないことが要求される。
At this time, it is sometimes desired that the plurality of determined solution candidates are not similar to each other. For example, in a car navigation system, it is required that another solution candidate indicated when a user is not satisfied with one solution candidate is not similar to the one solution candidate.

【0006】互いに類似しない複数の解候補を決定す
る、遺伝的アルゴリズムを用いた経路最適化方法が「遺
伝的アルゴリズムを用いた経路探索における複数経路候
補の決定法」、稲垣 潤他、電子情報通信学会論文誌、
D−I、Vo.J82−D−I、No.8、pp.11
02−1111(1999年8月)に開示されている。
A route optimization method using a genetic algorithm for determining a plurality of solution candidates that are not similar to each other is described in "Method for Determining Multiple Route Candidates in Route Search Using Genetic Algorithm", Jun Inagaki et al. Academic journal,
DI, Vo. J82-DI, No. 8, pp. 11
02-1111 (August 1999).

【0007】公知のその経路最適化方法では、重みを付
けた複数の評価関数を使用して、複数の解候補が決定さ
れる。より詳細には、以下のようにして複数の解候補が
決定される。公知のその経路決定化方法では、探索範囲
がn個の領域に分割される。更に、それぞれの領域につ
いて重みが付けられたn個の評価関数と、いずれの領域
についても重みがつけられていない1つの評価関数が定
められる。即ち、n+1個の評価関数が定められる。全
遺伝子個体は、n+1個のグループに分割される。n+
1個のグループには、同数の遺伝子が含まれる。グルー
プ毎に互いに異なる評価関数を使用して選択淘汰が行わ
れ、それぞれのグループから解候補が決定される。これ
により、n+1個の解候補が決定される。このように、
公知のその経路決定方法では、互いに重み付けの方法が
異なるn+1個の評価関数を用いて選択淘汰を行うこと
により、互いに類似していないn+1個の解候補が決定
される。
In the known route optimization method, a plurality of solution candidates are determined using a plurality of weighted evaluation functions. More specifically, a plurality of solution candidates are determined as follows. In the known route determination method, the search range is divided into n regions. Further, n evaluation functions weighted for each region and one evaluation function not weighted for any region are defined. That is, n + 1 evaluation functions are determined. All gene individuals are divided into n + 1 groups. n +
One group contains the same number of genes. Selection selection is performed using different evaluation functions for each group, and solution candidates are determined from each group. As a result, n + 1 solution candidates are determined. in this way,
In the known route determination method, n + 1 solution candidates that are not similar to each other are determined by performing selective selection using n + 1 evaluation functions having different weighting methods.

【0008】上述の公知のその経路最適化方法では、解
候補の多様性を維持するためには、評価関数の重み付け
の方法を適切に定める必要がある。しかし、多くの解候
補を決定する場合には、解候補の多様性が維持されるこ
とを保証しながら多数の評価関数を決定することが要求
され、評価関数の決定には数学的困難性が存在する。
In the above-described known route optimization method, it is necessary to appropriately determine a method of weighting the evaluation function in order to maintain the diversity of the solution candidates. However, when determining a large number of solution candidates, it is necessary to determine a large number of evaluation functions while guaranteeing that the diversity of the solution candidates is maintained. Exists.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、経路
の多様性を保ちながら複数の最適化経路を決定できる他
の経路最適化技術を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide another route optimizing technique capable of determining a plurality of optimized routes while maintaining the diversity of the routes.

【0010】本発明の他の目的は、経路の多様性を保ち
ながら複数の最適化経路を決定でき、且つ、数学的困難
性がより少ない経路最適化技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a route optimization technique that can determine a plurality of optimization routes while maintaining the diversity of the routes, and that has less mathematical difficulty.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段は、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の複数の実
施の形態のうちの、少なくとも1つの実施の形態を構成
する技術的事項、特に、その実施の形態に対応する図面
に表現されている技術的事項に付せられている参照番
号、参照記号等に一致している。このような参照番号、
参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態の技
術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよう
な対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形
態の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しな
い。
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, and the like in parentheses (). The numbers, symbols, and the like refer to technical matters constituting at least one of the embodiments of the present invention, particularly, technical matters expressed in the drawings corresponding to the embodiments. The reference numbers, reference symbols, and the like attached to are the same. Such reference numbers,
Reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters in the embodiments. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments.

【0012】本発明による第1の経路最適化プログラム
は、コンピュータ読み取り可能なプログラムである。当
該経路最適化プログラムは、互いに異なる経路(1−1
〜1−M)を表す複数の遺伝子個体(G〜G)を生
成することと、遺伝子個体(G 〜G )を、互い
に類似する程度を示す類似度に応じて複数の個体群(S
〜S)に分類することと、遺伝子個体(G 〜G
)から、次世代遺伝子個体(Gk+1 〜Gk+1
)を生成することとを実行する経路最適化プログラム
である。次世代遺伝子(Gk+1 〜Gk+1 )は、
遺伝子個体(G 〜G )の適応度に基づいて遺伝
子個体(G 〜G )から選択された自然選択次世
代遺伝子個体(Gk+1 〜Gk+1 M’)を含む。こ
のとき、自然選択次世代遺伝子個体(Gk+1 〜G
k+1 M’)として、個体群(S〜S)のそれぞれ
から少なくとも一の遺伝子個体(G 〜G )が選
択される。自然選択次世代遺伝子個体(Gk+1 〜G
k+1 M’)として、個体群(S〜S)のそれぞれ
から少なくとも一の遺伝子個体(G 〜G )が選
択されることは、自然選択次世代遺伝子個体(Gk+1
〜Gk+1 M’)の多様性を大きくする。
A first route optimization program according to the present invention
Is a computer-readable program. This
The route optimization program executes different routes (1-1
To 1-M) (G)1~ GM) Raw
And gene individuals (Gk 1~ Gk M), Each other
A plurality of individuals (S
1~ SN) And gene individuals (Gk 1~ G
k M) To the next generation gene individuals (Gk + 1 1~ Gk + 1
M) Generate and execute a path optimization program
It is. Next-generation gene (Gk + 1 1~ Gk + 1 M)
Gene individuals (G k 1~ Gk MGenetics based on fitness)
Offspring (Gk 1~ Gk M) Natural selection next generation selected from
Gene individuals (Gk + 1 1~ Gk + 1 M ')including. This
At the time of, the natural selection next generation gene individual (Gk + 1 1~ G
k + 1 M ') As the population (S1~ SN) Each
At least one gene individual (Gk 1~ Gk M) Is selected
Selected. Natural selection next generation gene individuals (Gk + 1 1~ G
k + 1 M ') As the population (S1~ SN) Each
At least one gene individual (Gk 1~ Gk M) Is selected
What is selected is a naturally selected next-generation gene individual (Gk + 1
1~ Gk + 1 M ') To increase diversity.

【0013】このとき、次世代遺伝子個体(Gk+1
〜Gk+1 )は、更に、個体群(S〜S)の異な
る2つ(S、Si’、ただし、i≠i’)にそれぞれ
属する2つの遺伝子個体(G、G’)を交差して生
成された交差次世代遺伝子個体(Gk+1 M’+1〜G
k+1 )を含むことが望ましい。このようにして生成
された交差次世代遺伝子個体(Gk+1 M’+1〜G
k+1 )は、多様性が大きい。
At this time, the next-generation gene individuals (G k + 1 11
GG k + 1 M ) further includes two gene individuals (G i , G i ) belonging to two different populations (S 1 to S N ) (S i , S i ′ , where i ≠ i ′). ') Crossed next-generation gene individuals (G k + 1 M' + 1 to G
k + 1 M ). The crossed next-generation gene individuals (G k + 1 M ′ + 1 to G
k + 1 M ) has great diversity.

【0014】本発明による第2の経路最適化プログラム
は、コンピュータ読み取り可能なプログラムである。当
該経路最適化プログラムは、互いに異なる経路(1−1
〜1−M)を表す複数の遺伝子個体(G〜G)を生
成することと、遺伝子個体(G 〜G )を、互い
に類似する程度を示す類似度に応じて複数の個体群(S
〜S)に分類することと、遺伝子個体(G 〜G
)から、次世代遺伝子個体(Gk+1 〜Gk+1
)を生成することとを実行する経路最適化プログラム
である。このとき、次世代遺伝子個体(Gk+1 〜G
k+1 )は、個体群(S〜S)の異なる2つ(S
、Si’、ただし、i≠i’)にそれぞれ属する2つ
の遺伝子個体(G、G’)を交差して生成された交
差次世代遺伝子個体(Gk+1 M’+1〜Gk+1
を含む。
The second route optimization program according to the present invention is a computer-readable program. The route optimization program executes different routes (1-1
To 1-M), and generating a plurality of gene individuals (G 1 to G M ) according to the degree of similarity indicating the degree of similarity between the gene individuals (G k 1 to G k M ). Population (S
1 to S N ) and gene individuals (G k 1 to G k
k M ), the next-generation gene individuals (G k + 1 1 to G k + 1)
M ) is a path optimization program that executes At this time, the next-generation gene individuals (G k + 1 1 to G
k + 1 M ) are two different (S 1 to S N ) populations (S 1 to S N ).
i , S i ′ , where i ≠ i ′), crossed next-generation gene individuals (G k + 1 M ′ + 1 to G k + 1 M ) generated by crossing two gene individuals (G i , G i ′) belonging to each. )
including.

【0015】本発明による第1及び第2の経路最適化プ
ログラムにおいて、類似度は、所定の基準遺伝子との相
関に基づいて定められることがある。
In the first and second route optimization programs according to the present invention, the similarity may be determined based on a correlation with a predetermined reference gene.

【0016】また、類似度は、遺伝子個体(G 〜G
)のそれぞれが示す経路と、所定の基準経路との相
関に基づいて定められることがある。
[0016] In addition, the degree of similarity, gene individual (G k 1 ~G
k M ) may be determined based on the correlation between the path indicated by each of the predetermined reference paths and a predetermined reference path.

【0017】本発明による第1の経路最適化方法は、互
いに異なる経路(1−1〜1−M)を表す複数の遺伝子
個体(G〜G)を生成することと、遺伝子個体(G
〜G )を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群(S〜S)に分類することと、
遺伝子個体(G 〜G )から、次世代遺伝子個体
(Gk+1 〜Gk+1 )を生成することとを備えて
いる。次世代遺伝子(Gk+1 〜Gk+1 )は、遺
伝子個体(G 〜G )の適応度に基づいて遺伝子
個体(G 〜G )から選択された自然選択次世代
遺伝子個体(G k+1 〜Gk+1 M’)を含む。この
とき、自然選択次世代遺伝子個体(G +1 〜G
k+1 M’)として、個体群(S〜S)のそれぞれ
から少なくとも一の遺伝子個体(G 〜G )が選
択される。
[0017] The first route optimization method according to the present invention comprises:
Plural genes representing different pathways (1-1 to 1-M)
Individual (G1~ GM) And gene individuals (G
k 1~ Gk M) To the degree of similarity
A plurality of populations (S1~ SN), And
Gene individuals (Gk 1~ Gk M) From the next generation gene individuals
(Gk + 1 1~ Gk + 1 M) To generate
I have. Next-generation gene (Gk + 1 1~ Gk + 1 M) The remains
Transgenic individuals (Gk 1~ Gk M) Genes based on fitness
Individual (Gk 1~ Gk M) Natural selection next generation selected from
Gene individuals (G k + 1 1~ Gk + 1 M ')including. this
Sometimes, naturally selected next generation gene individuals (Gk +1 1~ G
k + 1 M ') As the population (S1~ SN) Each
At least one gene individual (Gk 1~ Gk M) Is selected
Selected.

【0018】本発明による第2の経路最適化方法は、互
いに異なる経路(1−1〜1−M)を表す複数の遺伝子
個体(G〜G)を生成することと、遺伝子個体(G
〜G )を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群(S〜S)に分類することと、
遺伝子個体(G 〜G )から、次世代遺伝子個体
(Gk+1 〜Gk+1 )を生成することとを備えて
いる。このとき、次世代遺伝子個体(Gk+1 〜G
k+1 )は、個体群(S〜S)の異なる2つ(S
、Si’、ただし、i≠i’)にそれぞれ属する2つ
の遺伝子個体(G 、G’)を交差して生成された交
差次世代遺伝子個体(Gk+1 M’+1〜Gk+1
を含む。
The second route optimization method according to the present invention is a
Plural genes representing different pathways (1-1 to 1-M)
Individual (G1~ GM) And gene individuals (G
k 1~ Gk M) To the degree of similarity
A plurality of populations (S1~ SN), And
Gene individuals (Gk 1~ Gk M) From the next generation gene individuals
(Gk + 1 1~ Gk + 1 M) To generate
I have. At this time, the next generation gene individual (Gk + 1 1~ G
k + 1 M) Indicates the population (S1~ SN) Two different (S
i, Si ', Provided that the two belonging to i'i ')
Gene individuals (G i, Gi′)
Difference next generation gene individual (Gk + 1 M '+ 1~ Gk + 1 M)
including.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明による実施の一形態の経路最適化方法を説明す
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A route optimization method according to an embodiment of the present invention will be described.

【0020】本実施の形態は、複数の航空機の経路を最
適化する経路最適化方法である。本実施の形態では、位
置Aから位置Bに飛行する複数の航空機の経路が決定さ
れる。位置Aから位置Bに飛行する飛行機の経路を決定
する場合に、余りに近接した経路が決定されると、ニア
ミスが発生して好ましくない。そこで、本実施の形態の
経路最適化方法では、複数の航空機の経路が、互いに近
接しないように定められる。
This embodiment is a route optimization method for optimizing routes of a plurality of aircraft. In the present embodiment, routes of a plurality of aircraft flying from position A to position B are determined. When determining the route of the airplane flying from the position A to the position B, if a route that is too close is determined, a near miss occurs, which is not preferable. Therefore, in the route optimization method of the present embodiment, routes of a plurality of aircraft are determined so as not to be close to each other.

【0021】図3は、本実施の形態の経路最適化方法を
実行するハードウエア10を示す。ハードウエア10
は、入力部11、データ記憶部12、CPU13、プロ
グラム記録部14、出力部15とを備えている。
FIG. 3 shows hardware 10 for executing the route optimizing method according to the present embodiment. Hardware 10
Has an input unit 11, a data storage unit 12, a CPU 13, a program recording unit 14, and an output unit 15.

【0022】入力部11は、経路を最適化する場合の制
約条件を示す制約条件情報aが入力される。入力された
制約条件情報aは、データ保存部12に保存される。
The input unit 11 receives constraint condition information a indicating a constraint condition for optimizing a route. The input constraint condition information a is stored in the data storage unit 12.

【0023】データ保存部12は、前述の制約条件情報
aと、遺伝子情報cとを保存する。遺伝子情報cは、経
路の最適化を実行する際に使用される遺伝子個体を示
す。遺伝子個体は複数であり、それぞれがある一の航空
機の経路を示す。
The data storage unit 12 stores the above-described constraint information a and genetic information c. The genetic information c indicates a gene individual used when executing the route optimization. There are a plurality of gene individuals, each of which indicates a route of one aircraft.

【0024】CPU13は、データ保存部12に保存さ
れている遺伝子情報cに対して遺伝的アルゴリズムによ
る演算を行う。CPU13が行う演算は、本実施の形態
の経路最適化方法を実行するための経路最適化プログラ
ムに従って行われる。当該経路最適化プログラムは、プ
ログラム記録部14に記録される。
The CPU 13 performs an arithmetic operation on the genetic information c stored in the data storage unit 12 using a genetic algorithm. The calculation performed by the CPU 13 is performed according to a route optimization program for executing the route optimization method according to the present embodiment. The route optimization program is recorded in the program recording unit 14.

【0025】出力部15は、CPU13が行う演算によ
って算出された、最適化経路bを出力する。
The output unit 15 outputs the optimized path b calculated by the calculation performed by the CPU 13.

【0026】続いて、図1を参照しながら、本実施の形
態の経路最適化方法を説明する。本実施の経路最適化方
法では、それぞれが互いに異なる一の経路を示すM個の
遺伝子個体が使用される。Mは、2以上の整数である。
以下の説明において、第k世代の遺伝子個体は、G
〜G と記載される。
Next, a route optimization method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the route optimization method of the present embodiment, M gene individuals each showing one different route are used. M is an integer of 2 or more.
In the following description, the gene individual of the k generation is G k 1
GG k M.

【0027】図1は、本実施の形態の経路最適化方法を
示す。まず、制約条件を示す制約条件情報aが入力され
る(ステップS01)。制約条件としては、求められる
経路が開始する位置Aと経路が終了する位置Bとが、例
として挙げられる。
FIG. 1 shows a route optimization method according to this embodiment. First, constraint condition information a indicating a constraint condition is input (step S01). Examples of the constraint condition include a position A at which the required route starts and a position B at which the route ends.

【0028】続いて、第1世代の遺伝子個体G 〜G
が、発生される(ステップS02)。発生された遺
伝子個体G 〜G は、遺伝子情報cとして保存さ
れる。遺伝子個体G 〜G は、それぞれが、一の
航空機の経路を示す。図2は、遺伝子個体G 〜G
により表される経路を示す。経路1−1〜1−Mは、
それぞれ、遺伝子個体G 〜G により表現され
る。
[0028] Subsequently, the first generation of gene individual G 1 1 ~G
1 M is generated (step S02). Gene individual G 1 1 ~G 1 M generated are stored as genetic information c. Gene individual G 1 1 ~G 1 M, each, show the path of one aircraft. Figure 2 is a gene the individual G 1 1 ~G 1
Show the path represented by M. Routes 1-1 to 1-M are:
Each is represented by a gene individual G 1 1 ~G 1 M.

【0029】続いて、遺伝子個体G 〜G 相互の
類似度に応じて、遺伝子個体G 〜G がN個の個
体群S〜Sに分類される(ステップS03)。N
は、2以上の整数であり、類似度とは、遺伝子個体が互
いに類似している程度をいう。類似度は、遺伝子個体が
なす遺伝子空間における相関に基づいて定義されるこ
と、遺伝子個体が表現する経路がなす表現型空間におけ
る相関に基づいて定義されることのいずれも可能であ
る。
[0029] Subsequently, in accordance with the genetic individual G 1 1 ~G 1 M mutual similarity, gene individual G 1 1 ~G 1 M are classified into N populations S 1 to S N (step S03 ). N
Is an integer of 2 or more, and the similarity refers to the degree to which gene individuals are similar to each other. The similarity can be defined based on the correlation in the gene space formed by the gene individuals, or can be defined based on the correlation in the phenotype space formed by the pathway represented by the gene individuals.

【0030】本実施の形態では、遺伝子個体G 〜G
相互の類似度は、所定の基準経路を示す基準遺伝子
STDとの相関に基づいて定められる。このとき、遺
伝子個体G 〜G 相互の類似度は、遺伝子個体G
〜G のそれぞれが示す経路と、所定の基準経路
との相関に基づいて定められることも可能である。
[0030] In this embodiment, a gene the individual G 1 1 ~G
1 M mutual similarity is determined based on the correlation between the reference gene G STD indicating a predetermined reference path. In this case, gene individual G 1 1 ~G 1 M mutual similarity, gene individual G
And 1 1 ~G 1 path indicated by the respective M, can also be determined based on the correlation with a predetermined reference path.

【0031】個体群S〜Sのそれぞれは、少なくと
も、遺伝子個体G 〜G のうちの一を含む。個体
群S〜Sのうちの一の個体群には、互いに類似する
遺伝子個体が属する。
[0031] Each of the populations S 1 to S N includes at least one of the genes the individual G 1 1 ~G 1 M. Gene individuals similar to each other belong to one of the individual groups S 1 to S N.

【0032】続いて、第2世代の遺伝子個体G 〜G
が生成される(ステップS04、ステップS0
5)。
[0032] Subsequently, the second generation of gene individual G 2 1 ~G
2 M is generated (step S04, step S0
5).

【0033】第2世代の遺伝子個体G 〜G のう
ちの遺伝子個体G 〜G M’は、個体群S〜S
ごとに遺伝子操作を行うことにより生成される(ステッ
プS04)。ここでM’は、N以上M未満の整数であ
る。
[0033] Gene individual G 2 1 ~G 2 M of the second generation of genetic individual G 2 1 ~G 2 M 'is populations S 1 to S N
It is generated by performing a genetic operation for each (step S04). Here, M ′ is an integer of N or more and less than M.

【0034】遺伝子操作としては、選択淘汰、交差、及
び突然変異が行われる。個体群S〜Sごとに選択淘
汰が行われ、個体群S〜Sのそれぞれから、少なく
とも一の遺伝子個体が、第2世代の遺伝子個体として選
択される。選択淘汰は、遺伝子個体G 〜G それ
ぞれの適応度に基づいて行われる。適応度の算出は、評
価関数を使用して行われる。遺伝子個体G 〜G
のそれぞれが示す染色体に対して、それぞれ評価関数の
値が求められ、評価関数の値が適応度として使用され
る。個体群S〜Sごとに選択淘汰が行われることに
より、第2世代の遺伝子個体G 〜G M’の多様性
が保たれる。
The genetic manipulation includes selection, crossover, and mutation. Selection Selection For each population S 1 to S N is performed, from each of the populations S 1 to S N, at least one gene individuals are selected as a second-generation gene individuals. Selection Selection is made based on the genetic individual G 1 1 ~G 1 M each of fitness. The calculation of the fitness is performed using an evaluation function. Gene individual G 1 1 ~G 1 M
The value of the evaluation function is obtained for each of the chromosomes indicated by, and the value of the evaluation function is used as the fitness. By selecting selection for each population S 1 to S N is performed, diversity second generation genes individual G 2 1 ~G 2 M 'is maintained.

【0035】更に、個体群S〜Sごとに交差が行わ
れる。個体群S〜Sのうちの一に含まれる2つの第
1世代の遺伝子個体が交差され、2つの第2世代の遺伝
子個体が生成される。
Further, the intersection is performed for each of the individual groups S 1 to SN . Two first generation gene individuals included in one of the populations S 1 to SN are crossed to generate two second generation gene individuals.

【0036】更に、第1世代の遺伝子個体に対して突然
変異を起こすことにより、第2世代の遺伝子個体が生成
される。
Furthermore, a second-generation gene individual is generated by mutating the first-generation gene individual.

【0037】第2世代の遺伝子個体G 〜G のう
ちの遺伝子個体G M’+1〜G は、個体群S
のうちの異なる2つの個体群にそれぞれ属する2つ
の遺伝子個体を交差することにより生成される(ステッ
プS05)。
Second-generation gene individuals G2 1~ G2 MHorse
Chi no G individual2 M '+ 1~ G2 MIs the population S1~
SNTwo belonging to two different populations of
Generated by crossing gene individuals
S05).

【0038】より詳細には、以下のようにして、遺伝子
個体G M’+1〜G が生成される。まず、個体群
〜Sのうちから互いに異なる2つの個体群S
が選択される。ここでi≠i’である。更に、個
体群Sに属する第1世代の遺伝子個体から、一の遺伝
子個体Gが選択される。更に、個体群Si’に属する
第1世代の遺伝子個体から、一の遺伝子個体Gi’が選
択される。遺伝子個体Gと遺伝子個体Gi’が任意の
位置で交差され、遺伝子個体G M’+1〜G のう
ちの2つが生成される。遺伝子個体G M’+1〜G
のうちの他の遺伝子個体も、同様にして生成される。
このようにして生成された遺伝子個体G M’+1〜G
は、多様性が高い。
More specifically, as described below,
Individual G2 M '+ 1~ G2 MIs generated. First, the population
S1~ SNTwo different populations S from amongi,
Si 'Is selected. Here, i ≠ i ’. In addition,
Body group SiFrom the first generation gene individuals belonging to
Child individual GiIs selected. Furthermore, the population Si 'Belongs to
One gene individual G from the first generation gene individualsi 'Is selected
Selected. Genetic individual GiAnd gene individual Gi 'But any
Crossed at the position, the gene individual G2 M '+ 1~ G 2 MHorse
The other two are generated. Genetic individual G2 M '+ 1~ G2
MAre generated in the same manner.
Gene individuals G thus generated 2 M '+ 1~ G
2 MIs highly diverse.

【0039】以上の過程により、第2世代の遺伝子個体
〜G の全てが生成される。
[0039] By the above process, all the second-generation gene individuals G 2 1 ~G 2 M is produced.

【0040】続いて、終了判定が行われる(ステップS
06)。終了判定は、終了条件を満足するか否かに基づ
いて行われる。ステップS03〜ステップS05は、終
了条件を満足するまで繰り返される。即ち、終了条件を
満足するまで、第k世代の遺伝子個体G 〜G
ら、同様の過程により第k+1世代の遺伝子個体G
+1 〜Gk+1 が、順次に、生成され続ける。
Subsequently, an end determination is made (step S).
06). The end determination is made based on whether an end condition is satisfied. Steps S03 to S05 are repeated until the end condition is satisfied. That is, until the end condition is satisfied, the genes individual k-th generation G k 1 ~G k M, the same process of the (k + 1) th generation gene individual G k
+1 1 ~G k + 1 M is, sequentially, continue to be generated.

【0041】本実施の形態では、終了条件としては、第
MAX世代まで遺伝子個体の生成が行われたという条
件が使用される。終了条件としては、他の条件が使用さ
れることも可能である。
In the present embodiment, a condition that gene individuals have been generated up to the k-th MAX generation is used as the termination condition. Other conditions can be used as the end condition.

【0042】続いて、終了条件が満足された場合、解で
ある最適化経路bが決定され、最適化経路bが出力部1
5から出力される(ステップS07)。最後に生成され
た第kMAX世代の遺伝子個体から、適応度に応じて、
複数の遺伝子個体が選択される。選択された遺伝子個体
がそれぞれ表す経路が、最適化経路bとして出力され
る。
Subsequently, when the termination condition is satisfied, the optimization path b as a solution is determined, and the optimization path b is output to the output unit 1.
5 (step S07). From the gene individuals of the k MAX generation generated last, according to the fitness,
A plurality of gene individuals are selected. The routes represented by the selected gene individuals are output as the optimized route b.

【0043】本実施の形態の経路最適化方法では、個体
群S〜Sのそれぞれから少なくとも一の第k世代遺
伝子個体が、第k+1世代遺伝子個体として選択され、
第k+1世代遺伝子個体の多様性が大きく保たれてい
る。
In the route optimization method according to the present embodiment, at least one k-th gene individual from each of the populations S 1 to S N is selected as a (k + 1) -th gene individual,
The diversity of the (k + 1) th generation gene individuals is largely maintained.

【0044】また、第k+1世代遺伝子個体が、個体群
〜Sの異なる2つの個体群にそれぞれ属する2つ
の第k世代遺伝子個体を交差して生成され、第k+1世
代遺伝子個体の多様性が、一層大きく保たれている。
Further, the k + 1 generation gene individual is generated by crossing two k generation gene individuals belonging respectively to two different population groups S 1 to S N , and the diversity of the k + 1 generation gene individuals is generated. However, it is kept larger.

【0045】このように、遺伝子個体の多様性が保たれ
ることにより、複数の航空機の経路が、互いに近接しな
いように定められる。
As described above, by maintaining the diversity of gene individuals, the routes of a plurality of aircraft are determined so as not to be close to each other.

【0046】また、本実施の形態の形態では、航空機の
経路の最適化が行われているが、本実施の形態の経路最
適化方法は、他の移動体の経路の最適化に適応されるこ
とも可能である。
Although the route of the aircraft is optimized in the embodiment, the route optimization method of the embodiment is adapted to the optimization of the route of another moving object. It is also possible.

【0047】本実施の形態の経路最適化方法は、物流シ
ステムのトラックの経路の最適化に使用されることが可
能である。
The route optimizing method of the present embodiment can be used for optimizing the route of a truck in a physical distribution system.

【0048】更に、本実施の形態の経路最適化方法は、
カーナビゲーションシステムにおける、複数の車両の経
路の最適化に使用されることが可能である。
Further, the route optimization method according to the present embodiment
It can be used to optimize the routes of multiple vehicles in a car navigation system.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明により、経路の多様性を保ちなが
ら複数の最適化経路を決定できる経路最適化技術が提供
される。
According to the present invention, there is provided a route optimization technique capable of determining a plurality of optimized routes while maintaining the diversity of the routes.

【0050】また、本発明により、経路の多様性を保ち
ながら複数の最適化経路を決定でき、且つ、数学的困難
性がより少ない経路最適化技術が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a route optimization technique capable of determining a plurality of optimization routes while maintaining the diversity of the routes, and having less mathematical difficulty.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の一実施の形態の経路最適化方
法を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a route optimization method according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、当該経路最適化方法により決定される
経路を示す。
FIG. 2 shows a route determined by the route optimization method.

【図3】図3は、当該経路最適化方法を実行するハード
ウエア10を示す。
FIG. 3 shows hardware 10 for executing the route optimization method.

【符号の説明】 1−1〜1−M:経路 11:入力部 12:データ記憶部 13:CPU 14:プログラム記憶部 15:出力部[Description of Signs] 1-1 to 1-M: Path 11: Input Unit 12: Data Storage Unit 13: CPU 14: Program Storage Unit 15: Output Unit

フロントページの続き (72)発明者 杉岡 昭次 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱重 工業株式会社名古屋誘導推進システム製作 所内Continued on the front page (72) Inventor Shoji Sugioka 1200, Higashi Tanaka, Komaki City, Aichi Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya Guidance Propulsion System Works

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成することと、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類することと、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成すること
とを実行する経路最適化プログラムであって、 前記次世代遺伝子は、前記遺伝子個体の適応度に基づい
て前記遺伝子個体から選択された自然選択次世代遺伝子
個体を含み、 前記自然選択次世代遺伝子個体として、前記個体群のそ
れぞれから少なくとも一の前記遺伝子個体が選択される
経路最適化プログラム。
1. Generating a plurality of gene individuals representing different pathways from each other; classifying the gene individuals into a plurality of individuals according to a similarity indicating a degree of similarity to each other; Generating a next-generation gene individual, wherein the next-generation gene is a naturally selected next-generation gene individual selected from the gene individual based on the fitness of the gene individual. A route optimization program, wherein at least one gene individual is selected from each of the populations as the naturally selected next-generation gene individual.
【請求項2】 請求項1に記載の経路最適化プログラム
において、 前記次世代遺伝子個体は、更に、前記個体群の異なる2
つにそれぞれ属する2つの前記遺伝子個体を交差して生
成された交差次世代遺伝子個体を含む経路最適化プログ
ラム。
2. The route optimization program according to claim 1, wherein the next-generation gene individual further has a different population from the population.
A route optimization program including an intersecting next-generation gene individual generated by intersecting two of the gene individuals belonging to each of the two.
【請求項3】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成することと、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類することと、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成すること
とを実行する経路最適化プログラムであって、 前記次世代遺伝子個体は、前記個体群の異なる2つにそ
れぞれ属する2つの前記遺伝子個体を交差して生成され
た交差次世代遺伝子個体を含む経路最適化プログラム。
3. Generating a plurality of gene individuals representing different pathways from each other; classifying the gene individuals into a plurality of individuals according to a similarity indicating a degree of similarity to each other; Generating a next-generation gene individual, wherein the next-generation gene individual is generated by crossing two gene individuals belonging to two different individuals of the population. A route optimization program that includes crossed next-generation gene individuals.
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれか一に記
載の経路最適化プログラムにおいて、 前記類似度は、所定の基準遺伝子との相関に基づいて定
められる経路最適化プログラム。
4. The route optimization program according to claim 1, wherein the similarity is determined based on a correlation with a predetermined reference gene.
【請求項5】 請求項1から請求項3のいずれか一に記
載の経路最適化プログラムにおいて、 前記類似度は、前記遺伝子個体のそれぞれが示す経路
と、所定の基準経路との相関に基づいて定められる経路
最適化プログラム。
5. The route optimization program according to claim 1, wherein the similarity is based on a correlation between a route indicated by each of the gene individuals and a predetermined reference route. Route optimization program defined.
【請求項6】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成することと、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類することと、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成すること
とを備え、 前記次世代遺伝子は、前記遺伝子個体の適応度に基づい
て前記遺伝子個体から選択された自然選択次世代遺伝子
個体を含み、 前記自然選択次世代遺伝子個体として、前記個体群のそ
れぞれから少なくとも一の前記遺伝子個体が選択される
経路最適化方法。
6. Generating a plurality of gene individuals representing different paths from each other, classifying the gene individuals into a plurality of individuals according to a degree of similarity indicating a degree of similarity to each other, and Generating a next-generation gene individual, wherein the next-generation gene includes a naturally selected next-generation gene individual selected from the gene individual based on the fitness of the gene individual, A route optimization method in which at least one gene individual is selected from each of the individual groups as an individual.
【請求項7】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成することと、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類することと、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成すること
とを備え、 前記次世代遺伝子個体は、前記個体群の異なる2つにそ
れぞれ属する2つの前記遺伝子個体を交差して生成され
た交差次世代遺伝子個体を含む経路最適化方法。
7. Generating a plurality of gene individuals representing different pathways from each other, classifying the gene individuals into a plurality of individuals according to a degree of similarity indicating a degree of similarity to each other, and Generating a next-generation gene individual, wherein the next-generation gene individual includes a crossed next-generation gene individual generated by crossing two of the gene individuals belonging to two different individuals of the population. Optimization method.
【請求項8】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成する第1生成手段と、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類する分類手段と、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成する第2
生成手段とを備え、 前記次世代遺伝子は、前記遺伝子個体の適応度に基づい
て前記遺伝子個体から選択された自然選択次世代遺伝子
個体を含み、 前記第2生成手段は、前記自然選択次世代遺伝子個体と
して、前記個体群のそれぞれから少なくとも一の前記遺
伝子個体を選択する経路最適化装置。
8. A first generating means for generating a plurality of gene individuals representing different routes, a classifying means for classifying the gene individuals into a plurality of individual groups according to a degree of similarity indicating a degree of similarity to each other, A second generation of a next-generation gene individual from the gene individual
Generation means, wherein the next generation gene includes a naturally selected next generation gene individual selected from the gene individual based on the fitness of the gene individual, and the second generation means includes the naturally selected next generation gene A route optimization device for selecting at least one gene individual from each of the individual groups as an individual.
【請求項9】 互いに異なる経路を表す複数の遺伝子個
体を生成する第1生成手段と、 前記遺伝子個体を、互いに類似する程度を示す類似度に
応じて複数の個体群に分類する分類手段と、 前記遺伝子個体から、次世代遺伝子個体を生成する第2
生成手段とを備え、 前記次世代遺伝子個体は、前記個体群の異なる2つにそ
れぞれ属する2つの前記遺伝子個体を交差して生成され
た交差次世代遺伝子個体を含む経路最適化装置。
9. A first generating means for generating a plurality of gene individuals representing different pathways, a classifying means for classifying the gene individuals into a plurality of individual groups according to a degree of similarity indicating a degree of similarity to each other, A second generation of a next-generation gene individual from the gene individual
A route optimization device comprising: a generation unit, wherein the next-generation gene individual includes a crossed next-generation gene individual generated by crossing two gene individuals belonging to two different individuals of the population.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104766171A (en) * 2015-04-14 2015-07-08 江西科技学院 Assembly line dispatching method based on artificial bee colony algorithm
JP2016012285A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Information processor, information processing method, and program

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