專利名稱：一種確定推薦經(jīng)由地順序的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用遺傳進(jìn)化算法的位置服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種確定在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于位置服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)用戶的空間位置及時(shí)地提供與位置信息相關(guān)的移動(dòng)信息服務(wù)，包括基于位置信息的交通信息查詢，最優(yōu)路徑計(jì)算，推薦經(jīng)由地順序，商場(chǎng)打折信息、 酒店和餐廳的周邊信息查詢服務(wù)，緊急救援，區(qū)域廣告和位置的游戲和娛樂等。其中，推薦經(jīng)由地順序的功能是位置服務(wù)系統(tǒng)中一個(gè)比較常用的功能。進(jìn)化計(jì)算是通過模擬自然界中生物進(jìn)化機(jī)制進(jìn)行搜索的一種算法。進(jìn)化計(jì)算的研究起源于20世紀(jì)50年代。1965年，John Henry Holland首次提出了人工遺傳操作的重要性，并把這些應(yīng)用于自然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)中，大約在同一時(shí)期，hgo Rechenberg和 Hans-Paul ^Awefel提出了進(jìn)化策略，Lawrence J. Fogel提出了進(jìn)化規(guī)劃。進(jìn)化算法包括遺傳算法、進(jìn)化程序設(shè)計(jì)、進(jìn)化規(guī)劃和進(jìn)化策略等等，進(jìn)化算法的基本框架還是簡(jiǎn)單遺傳算法所描述的框架，但在進(jìn)化的方式上有較大的差異，選擇、交叉、變異、種群控制等有很多變化，進(jìn)化算法的大致框圖可描述如圖1所示。進(jìn)化算法的收斂性有一些實(shí)證性結(jié)果，在Guenter Rudolph的《Convergence analysis of canonical genetic algorithms》中證明了在保存最優(yōu)個(gè)體時(shí)通用的進(jìn)化計(jì)算是收斂的，進(jìn)化算法的很多結(jié)果是從遺傳算法推理得到的。遺傳算法對(duì)交叉操作要看重一些，認(rèn)為變異操作是算法的輔助操作；而進(jìn)化規(guī)劃和進(jìn)化策略認(rèn)為在一般意義上說交叉并不優(yōu)于變異，甚至可以不要交叉操作。進(jìn)化算法的應(yīng)用主要集中在用傳統(tǒng)的優(yōu)化方法不能夠解決或者不能夠有效解決的問題上，也可以應(yīng)用于位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的功能中。但是由于這是一個(gè) NP(Non-deterministic Polynomial，多項(xiàng)式復(fù)雜程度的非確定性)難題，即解決問題的算法時(shí)空復(fù)雜度都不是多項(xiàng)式級(jí)的。在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中，推薦經(jīng)由地順序功能的理論模型是旅行推銷員問題。旅行推銷員問題(Traveling Salesman ftx)blem，又稱為旅行商問題、貨郎擔(dān)問題、TSP問題)是一個(gè)多局部最優(yōu)的最優(yōu)化問題，這個(gè)問題可以這樣描述有η個(gè)城市，一個(gè)推銷員要從其中某一個(gè)城市出發(fā)，唯一走遍所有的城市，再回到他出發(fā)的城市，求最短的路線。在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的功能，稍加修改可以抽象為旅行推銷員問題。旅行推銷員問題被證明是NP最明顯的算法就是窮舉法，圖2為窮舉法解決TSP問題的示意圖，如圖2所示，采用窮舉法解決旅行推銷員問題即為尋找一切組合并取其最短。這種算法的排列數(shù)為0(η ！)(其中η為節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù))，用動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)，可以在0(η22η)時(shí)間內(nèi)解決此問題。雖然這仍然是指數(shù)級(jí)的，但要比0(η ！)快得多。在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中，現(xiàn)有的解決推薦經(jīng)由地順序功能的技術(shù)解決方案，一種是僅限于很少的經(jīng)由地?cái)?shù)目，實(shí)現(xiàn)計(jì)算經(jīng)由地之間的花費(fèi)后排列組合，求解出順序。另一種，利用直線距離代替實(shí)際花費(fèi)，按照從離當(dāng)前經(jīng)由地直線距離，確定最近的另一個(gè)經(jīng)由地，以此類推，確定順序。現(xiàn)有的技術(shù)解決方案，沒有很好的解決推薦經(jīng)由地順序的功能。進(jìn)化計(jì)算可以在有限的常數(shù)項(xiàng)0(m)時(shí)空復(fù)雜度內(nèi)解決傳統(tǒng)的TSP問題，但是由于進(jìn)化計(jì)算的固有缺陷，算法很容易造成過早收斂到局部收斂而非全局最優(yōu)解、種群多樣性降低等現(xiàn)象，從而造成算法收斂緩慢、收斂到局部最優(yōu)解或者不收斂。從上述確定推薦經(jīng)由地順序的解決方案可以看出，現(xiàn)有的解決方案不能完全在性能和效果上完全滿足用戶對(duì)位置服務(wù)系統(tǒng)要求，并且隨著經(jīng)由地?cái)?shù)目的增加，現(xiàn)有的算法收斂很慢，因此，亟需一種在性能和效果都可以滿足需求的技術(shù)方案來解決這個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用加速收斂的進(jìn)化計(jì)算確定在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的方法及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種確定推薦經(jīng)由地順序的方法，包括根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣；為由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的位置序列進(jìn)行編碼生成個(gè)體和由個(gè)體組成的初始種群；對(duì)所編碼的每一序列個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；判斷序列個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足所使用的遺傳算法的收斂條件，如果滿足，則將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；否則對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的操作，形成下一代種群后，再次判斷個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足遺傳算法的收斂條件；其中，所述個(gè)體進(jìn)行遺傳算法的操作包括根據(jù)所述個(gè)體的適應(yīng)值評(píng)價(jià)對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉、變異；對(duì)變異后的個(gè)體進(jìn)行通過個(gè)體適應(yīng)值信息利用插值方法或者逼近方法獲得探索空間的景象信息進(jìn)而找到全局最優(yōu)個(gè)體的加速收斂操作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種確定推薦經(jīng)由地順序的系統(tǒng)，包括花費(fèi)矩陣計(jì)算單元，用于根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣；編碼及種群初始化單元，用于為由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的位置序列進(jìn)行編碼生成個(gè)體和由個(gè)體組成的初始種群；適應(yīng)值評(píng)價(jià)單元，用于對(duì)所述編碼及種群初始化單元所編碼的每一由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的序列個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；收斂判斷單元，用于根據(jù)所述適應(yīng)值評(píng)價(jià)單元所作出的適應(yīng)值評(píng)價(jià)判斷個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足所使用的遺傳算法的收斂條件；推薦經(jīng)由地輸出單元，用于在所述判斷收斂單元判斷為滿足所述收斂條件時(shí)，將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；遺傳進(jìn)化計(jì)算單元，用于對(duì)不滿足所述收斂條件的個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的操作，其中所述遺傳進(jìn)化計(jì)算單元包括
選擇、交叉、變異單元用于根據(jù)個(gè)體的適應(yīng)值評(píng)價(jià)對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉、變
已
升；加速收斂單元用于對(duì)變異后的所述個(gè)體進(jìn)行通過個(gè)體適應(yīng)值信息利用插值方法或者逼近方法獲得探索空間的景象信息進(jìn)而找到全局最優(yōu)個(gè)體的加速收斂操作。利用上述根據(jù)本發(fā)明的利用加速收斂的進(jìn)化計(jì)算確定推薦經(jīng)由地順序的方法及系統(tǒng)，在利用現(xiàn)有個(gè)體適應(yīng)值的基礎(chǔ)上，利用探索空間的景象信息，在整個(gè)問題的探索空間插值新的有較好適應(yīng)值的個(gè)體，刪除進(jìn)化緩慢的個(gè)體，加速算法的收斂。本發(fā)明既保證了在整個(gè)探索空間上的局部深度探索加速尋找全局最優(yōu)解，又沒有破壞整個(gè)探索空間的進(jìn)化信息，是一種低花費(fèi)高回報(bào)的技術(shù)改進(jìn)方法。并且，在本發(fā)明中還利用實(shí)際地理信息數(shù)據(jù)形成的多個(gè)經(jīng)由地之間的花費(fèi)矩陣，高擬合的逼近了實(shí)際花費(fèi)矩陣，結(jié)合加速的進(jìn)化計(jì)算方法高效解決了在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的技術(shù)難題。本發(fā)明適用于基于位置服務(wù)系統(tǒng)，特別是車載導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)推薦經(jīng)由地順序功能的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的某些示例性方面。 然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。


通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中圖1示出了進(jìn)化計(jì)算的一般流程示意圖；圖2示出了窮舉法解決TSP問題的示意圖；圖3示出了本發(fā)明確定推薦經(jīng)由地順序的方法流程示意圖；圖4 圖8示出了本發(fā)明計(jì)算經(jīng)由地之間花費(fèi)矩陣過程中的現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地中任意兩點(diǎn)間實(shí)際地理信息數(shù)據(jù)的選擇、點(diǎn)的確定以及坐標(biāo)系變換的示意圖；圖9示出了進(jìn)化計(jì)算的探索空間示意圖；圖10示出了探索空間的景象信息示意圖；圖11示出了本發(fā)明確定推薦經(jīng)由地順序過程中加速遺傳算法收斂的流程示意圖；圖12示出了驗(yàn)證本發(fā)明De Jong Functionl平均收斂比較示意圖；圖13示出了驗(yàn)證本發(fā)明De Jong Functionl最優(yōu)收斂比較示意圖；圖14示出了本發(fā)明確定推薦經(jīng)由地順序的系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖。在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。為了完全在性能和效果上實(shí)現(xiàn)推薦經(jīng)由地順序的目的，滿足位置服務(wù)系統(tǒng)的需求，本發(fā)明提供一種用加速收斂的進(jìn)化計(jì)算確定推薦經(jīng)由地順序的方法，利用實(shí)際的地理CN 102158799 A
說明書
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數(shù)據(jù)信息作為實(shí)際的輸入，有效地逼近經(jīng)由地之間的實(shí)際花費(fèi)，利用逼近/插值方法有效的加快了技術(shù)方案的收斂。本發(fā)明提出了一種用加速收斂的進(jìn)化計(jì)算確定在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的方法，這種方法在利用現(xiàn)有適應(yīng)值的基礎(chǔ)上，利用探索空間的景象信息，在整個(gè)問題的探索空間，插值新的有較好適應(yīng)值的個(gè)體，刪除進(jìn)化緩慢的個(gè)體，加速算法的收斂。這種方法既保證了在整個(gè)探索空間上的局部深度探索加速尋找全局最優(yōu)解，又沒有破壞整個(gè)探索空間的進(jìn)化信息，可以說是一種低花費(fèi)高回報(bào)的技術(shù)改進(jìn)方法。利用實(shí)際地理信息數(shù)據(jù)形成的現(xiàn)在地、多個(gè)經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣，高擬合的逼近了實(shí)際花費(fèi)矩陣，結(jié)合加速的進(jìn)化計(jì)算方法高效解決了在位置服務(wù)系統(tǒng)中推薦經(jīng)由地順序的技術(shù)難題。按照進(jìn)化計(jì)算的一般步驟，結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中解決推薦經(jīng)由地順序的具體應(yīng)用， 本發(fā)明確定推薦經(jīng)由地順序的方法流程如圖3所示S310 根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣；S320 為現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的位置序列進(jìn)行編碼生成個(gè)體和由個(gè)體組成的初始種群；S330 對(duì)所編碼的每一序列個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；S340:判斷序列個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足所使用的遺傳算法的收斂條件，如果滿足， 則轉(zhuǎn)至步驟S350 ；如果不滿足，則順序進(jìn)行步驟S360 步驟S390的流程對(duì)個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的操作，形成下一代種群，然后再次進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；S350 將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；S360:對(duì)適應(yīng)值不滿足收斂條件的個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的選擇操作，S370 對(duì)所選擇的個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的交叉操作；S380 對(duì)所交叉的個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的變異操作；S390 對(duì)變異后的個(gè)體進(jìn)行加速的進(jìn)化計(jì)算；通過個(gè)體適應(yīng)值信息利用插值方法或者逼近方法獲得探索控件的景象信息進(jìn)而保留精英個(gè)體，確定找到全局最優(yōu)解。下面將對(duì)圖3所示流程中的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4 圖8示出了本發(fā)明計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間花費(fèi)矩陣過程中的現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地中任意兩點(diǎn)間實(shí)際地理信息數(shù)據(jù)的選擇、點(diǎn)的確定以及坐標(biāo)系變換的示意圖，也就是圖3中步驟S310的更為詳細(xì)的花費(fèi)矩陣計(jì)算流程。本發(fā)明中的花費(fèi)矩陣指的是現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的矩陣，現(xiàn)在地、若干個(gè)經(jīng)由地和目的地之間都需要計(jì)算花費(fèi)，這個(gè)花費(fèi)可以是現(xiàn)在地、若干個(gè)經(jīng)由地和目的地之間的時(shí)間或者距離，也可以是現(xiàn)在地、若干個(gè)經(jīng)由地和目的地之間的其它花費(fèi)。在下面的具體實(shí)施方式
中，將以計(jì)算現(xiàn)在地和目的地之間的距離花費(fèi)矩陣為例進(jìn)行示例性說明。如圖4 圖8所示，在步驟S310計(jì)算經(jīng)由地之間花費(fèi)矩陣的過程中，具體包括S311 根據(jù)η個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)建立ηΧη的兩點(diǎn)間花費(fèi)矩陣，其中η為坐標(biāo)的點(diǎn)數(shù)。S312:從需要確定經(jīng)由地順序的原始數(shù)據(jù)中取得現(xiàn)在地和目的地以及兩點(diǎn)間的用于路徑計(jì)算的Mesh，并將其表示在步驟S311所建立的花費(fèi)矩陣中。其中Mesh的含義是實(shí)際地理數(shù)據(jù)中的一塊數(shù)據(jù)，在圖4所示的坐標(biāo)示意圖中，一個(gè)斜線格所代表的數(shù)據(jù)表示所取得的Mesh，現(xiàn)在地記為A，目的地記為B。具體到車載導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用來講，在取得Mesh的過程中，現(xiàn)在地坐標(biāo)即為車輛坐
7標(biāo)，目的地坐標(biāo)即為目的地坐標(biāo)。通過車輛坐標(biāo)、目的地坐標(biāo)和若干經(jīng)由地坐標(biāo)計(jì)算坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，即形成上述現(xiàn)在地、若干個(gè)經(jīng)由地和目的地之間的距離花費(fèi)矩陣。也就是說，在計(jì)算距離花費(fèi)矩陣時(shí)，根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)地圖格式存儲(chǔ)的地理數(shù)據(jù)信息，計(jì)算出實(shí)際的直線距離之和，從而形成經(jīng)由地之間的花費(fèi)矩陣。S313 確定步驟S312的花費(fèi)矩陣中各個(gè)Mesh的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)，如圖5中所示的各個(gè)Mesh中的實(shí)心黑點(diǎn)。S314 對(duì)步驟S313中確定了現(xiàn)在地和目的地以及各個(gè)Mesh的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)的花費(fèi)矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系的變化，以現(xiàn)在地A為原點(diǎn)，以現(xiàn)在地A和目的地B所在的直線為χ 軸建立坐標(biāo)系，如圖6所示。S315:以Mesh的寬度為單位，從原點(diǎn)(現(xiàn)在地A)開始將χ軸劃分為若干個(gè)區(qū)間， 并在每個(gè)區(qū)間內(nèi)選取與X軸距離最短的點(diǎn)。圖7中空心的點(diǎn)位即為選取出的每個(gè)區(qū)間內(nèi)與 χ軸距離最短的點(diǎn)。S316 通過現(xiàn)在地Α、每個(gè)區(qū)間內(nèi)與χ軸距離最短的點(diǎn)以及目的地B確定現(xiàn)在地A 至目的地B的距離。具體為將現(xiàn)在地A和上述每個(gè)區(qū)間內(nèi)與χ軸距離最短的點(diǎn)沿χ軸方向依次連接，最終與目的地B相連，所形成的線段長(zhǎng)度即為現(xiàn)在地A至目的地B的距離。在圖8所示的坐標(biāo)矩陣示意圖中，A- > Pl- > Ρ2- > Ρ3- > Ρ4- > Ρ5- > Ρ6- > B，這些在步驟S315中所選取的距離χ軸最短的空心點(diǎn)位連成的線段的長(zhǎng)度即為A到B的距離。按上述步驟S311 S316的流程，能夠計(jì)算出η個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)中任意兩點(diǎn)間的距離，放到矩陣中即可。在上述步驟S311 S316中對(duì)于經(jīng)由地之間的花費(fèi)矩陣的選擇和逼近處理的過程，在具體的車載導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用中，即為根據(jù)不同地圖格式的道路數(shù)據(jù)信息，對(duì)于經(jīng)由地之間的花費(fèi)矩陣進(jìn)行逼近，目的是盡可能的使度量?jī)牲c(diǎn)(現(xiàn)在地和目的地)間的實(shí)際距離與所計(jì)算的路徑信息更加貼近。在確定了經(jīng)由地之間的最終花費(fèi)矩陣之后，就需要對(duì)所有可能的經(jīng)由地順序進(jìn)行個(gè)體的編碼。在本發(fā)明確定推薦經(jīng)由地順序的具體應(yīng)用中，個(gè)體是指現(xiàn)在地、經(jīng)由地、目的地順序的排列，現(xiàn)在地和目的地是組成個(gè)體的第一個(gè)和最后一個(gè)元素，經(jīng)由地的順序可以任意組合。具體到圖4所示的實(shí)施例，個(gè)體就是指自現(xiàn)在地A起至目的地B止的每一個(gè)經(jīng)由地順序的組合，個(gè)體的編碼指的是現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地的序號(hào)的排列(序號(hào)不可重復(fù))。當(dāng)然，圖4中的現(xiàn)在地A和目的地B也可以視為兩個(gè)經(jīng)由地，或者一個(gè)是現(xiàn)在地一個(gè)是經(jīng)由地，或者一個(gè)是經(jīng)由地一個(gè)是目的地，任意兩點(diǎn)間的花費(fèi)矩陣都可以通過本發(fā)明所提供的上述方法確定。在確定推薦經(jīng)由地順序的數(shù)據(jù)處理過程中，由于現(xiàn)在地和目的地是確定(不能改變)的，因此，個(gè)體DNA中第一個(gè)基因和最后一個(gè)基因是不變的。在現(xiàn)有的個(gè)體編碼實(shí)現(xiàn)過程中，多采用二進(jìn)制對(duì)個(gè)體進(jìn)行編碼，但由于經(jīng)由地的個(gè)數(shù)是不固定的，使用二進(jìn)制編碼需要確定每個(gè)基因編碼的長(zhǎng)度；并且二進(jìn)制編碼在進(jìn)行變異時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、變異后可能出現(xiàn)重復(fù)的經(jīng)由地序號(hào)，而為了避免重復(fù)經(jīng)由地序號(hào)情況的發(fā)生，還需要在變異后將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為整數(shù)來進(jìn)行處理，處理過程比較繁瑣。因此，為了使編碼和后期數(shù)據(jù)處理更加容易實(shí)現(xiàn)，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，采用整數(shù)(十進(jìn)制形式)代替二進(jìn)制。
具體到車載導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用來講，對(duì)經(jīng)由地順序進(jìn)行個(gè)體的編碼也就是對(duì)以坐標(biāo)點(diǎn)表示的經(jīng)由地進(jìn)行個(gè)體的編碼，即進(jìn)化計(jì)算中的個(gè)體適應(yīng)值編碼，能夠?qū)④囕v位置、目的地位置、經(jīng)由地位置以某種形式的編碼形式表達(dá)出來，而且要求不產(chǎn)生過多的編碼冗余，易于進(jìn)化計(jì)算的各種操作和適應(yīng)度函數(shù)的評(píng)價(jià)計(jì)算。因此定義個(gè)體編碼為十進(jìn)制形式，即In
權(quán)利要求
1.一種確定推薦經(jīng)由地順序的方法，包括根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣； 為由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的位置序列進(jìn)行編碼生成個(gè)體和由個(gè)體組成的初始種群；對(duì)所編碼的每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；判斷個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足所使用的遺傳算法的收斂條件，如果滿足，則將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；否則對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的操作，形成下一代種群，再次判斷個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足遺傳算法的收斂條件； 其中，所述對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行操作包括 根據(jù)所述個(gè)體的適應(yīng)值評(píng)價(jià)對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉、變異； 對(duì)變異后的個(gè)體進(jìn)行通過個(gè)體適應(yīng)值信息利用插值方法或者逼近方法獲得探索空間的景象信息進(jìn)而找到全局最優(yōu)個(gè)體的加速收斂操作。
2.如權(quán)利要求1所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，所述加速收斂操作包括 對(duì)每一代種群中的個(gè)體根據(jù)其適應(yīng)值的大小進(jìn)行排序；挑選出所述排序中位置靠前的若干個(gè)個(gè)體，將其包含的位置信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)值； 對(duì)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)值進(jìn)行插值，得出近似函數(shù)； 對(duì)所述近似函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，得出近似函數(shù)的極值； 將距離所述極值點(diǎn)最近的符合要求的個(gè)體作為所述下一代種群的個(gè)體。
3.如權(quán)利要求1所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，所述根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣包括獲取實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息；對(duì)所述實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇，根據(jù)所述被選擇數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)數(shù)據(jù)用曲線進(jìn)行逼近處理，形成新的現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)數(shù)據(jù)，由所述新的花費(fèi)數(shù)據(jù)形成所述花費(fèi)矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，所述根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣的步驟具體包括根據(jù)η個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)建立ηΧη的兩點(diǎn)間花費(fèi)矩陣，其中η為包括現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地在內(nèi)的坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；從需要確定經(jīng)由地順序的原始數(shù)據(jù)中取得現(xiàn)在地和目的地以及兩點(diǎn)間的用于路徑計(jì)算的Mesh，并將其表示在所建立的花費(fèi)矩陣中；確定所述花費(fèi)矩陣中各個(gè)Mesh的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)；對(duì)確定了現(xiàn)在地和目的地以及各個(gè)Mesh的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)的花費(fèi)矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系的變化，以現(xiàn)在地為原點(diǎn)，以現(xiàn)在地和目的地所在的直線為χ軸建立坐標(biāo)系；以Mesh的寬度為單位，從原點(diǎn)開始將χ軸劃分為若干個(gè)區(qū)間，并在每個(gè)區(qū)間內(nèi)選取與 χ軸距離最短的點(diǎn)；通過現(xiàn)在地、每個(gè)區(qū)間內(nèi)與χ軸距離最短的點(diǎn)以及目的地確定現(xiàn)在地至目的地的花費(fèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，在所述選擇操作中，采用賭輪選擇方法和精英保留機(jī)制的選擇方法。在使用賭輪盤選擇方式進(jìn)行選擇時(shí)，根據(jù)每個(gè)個(gè)體適應(yīng)值的倒數(shù)來確定每個(gè)個(gè)體被選中的概率。
6.如權(quán)利要求1所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，在所述交叉操作中，采用基于整數(shù)編碼進(jìn)行單點(diǎn)交叉的交叉策略。
7.如權(quán)利要求1所述的確定推薦經(jīng)由地順序的方法，其中，在所述變異操作中，采用隨機(jī)交換兩個(gè)基因位的方法來進(jìn)行變異。
8.一種確定推薦經(jīng)由地順序的系統(tǒng)，包括花費(fèi)矩陣計(jì)算單元，用于根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣；編碼及種群初始化單元，用于為由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的位置序列進(jìn)行編碼生成個(gè)體和由個(gè)體組成的初始種群；適應(yīng)值評(píng)價(jià)單元，用于對(duì)所述編碼及種群初始化單元所編碼的每一由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的序列個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；收斂判斷單元，用于根據(jù)所述適應(yīng)值評(píng)價(jià)單元所作出的適應(yīng)值評(píng)價(jià)判斷個(gè)體的適應(yīng)值是否滿足所使用的遺傳算法的收斂條件；推薦經(jīng)由地輸出單元，用于在所述判斷收斂單元判斷為滿足所述收斂條件時(shí)，將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；遺傳進(jìn)化計(jì)算單元，用于對(duì)不滿足所述收斂條件的個(gè)體進(jìn)行所使用的遺傳算法的操作，其中所述遺傳進(jìn)化計(jì)算單元包括選擇、交叉、變異單元用于根據(jù)個(gè)體的適應(yīng)值評(píng)價(jià)對(duì)所述個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉、變異； 加速收斂單元用于對(duì)變異后的所述個(gè)體進(jìn)行通過個(gè)體適應(yīng)值信息利用插值方法或者逼近方法獲得探索空間的景象信息進(jìn)而找到全局最優(yōu)個(gè)體的加速收斂操作。
9.如權(quán)利要求8所述的確定推薦經(jīng)由地順序的系統(tǒng)，其中，所述加速收斂單元包括 排序單元，用于對(duì)每一代種群中的個(gè)體根據(jù)其適應(yīng)值的大小進(jìn)行排序；優(yōu)選個(gè)體數(shù)值轉(zhuǎn)換單元，用于挑選出所述排序中位置靠前的若干個(gè)個(gè)體，并將其包含的位置信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)值；插值單元，用于對(duì)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)值進(jìn)行插值，得出近似函數(shù)；近似函數(shù)處理單元，用于對(duì)所述插值單元得出的近似函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，得到近似函數(shù)的極值；新種群個(gè)體確定單元，用于將距離所述極值點(diǎn)最近的符合要求的個(gè)體作為所述下一代種群的個(gè)體。
10.如權(quán)利要求8所述的確定推薦經(jīng)由地順序的系統(tǒng)，其中，所述花費(fèi)矩陣計(jì)算單元包括地理數(shù)據(jù)信息獲取單元，用于獲取實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)選擇處理單元，用于對(duì)所述地理數(shù)據(jù)信息獲取單元獲取的所述實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇，根據(jù)所述被選擇數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)數(shù)據(jù)用曲線進(jìn)行逼近處理，形成新的現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)數(shù)據(jù)，由所述新的花費(fèi)數(shù)據(jù)形成所述花費(fèi)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種確定推薦經(jīng)由地順序的方法及系統(tǒng)，其中的方法包括根據(jù)實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息計(jì)算現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地之間的花費(fèi)矩陣；為由現(xiàn)在地、經(jīng)由地和目的地組成的順序序列進(jìn)行編碼并生成初始種群；對(duì)所編碼的每一序列進(jìn)行適應(yīng)值評(píng)價(jià)；判斷序列的適應(yīng)值是否滿足遺傳算法的收斂條件，如果滿足，則將適應(yīng)值滿足收斂條件的個(gè)體作為推薦經(jīng)由地的結(jié)果輸出；否則對(duì)個(gè)體進(jìn)行遺傳算法的算法操作后再次判斷序列的適應(yīng)值是否滿足遺傳算法的收斂條件；其中，遺傳算法的操作包括選擇、交叉、變異操作和加速收斂操作。本發(fā)明能夠在現(xiàn)有個(gè)體適應(yīng)值的基礎(chǔ)上，利用探索空間的景象信息，插值新的有較好適應(yīng)值的個(gè)體，刪除進(jìn)化緩慢的個(gè)體，加速算法的收斂。
文檔編號(hào)G06N3/12GK102158799SQ201110032798
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者付冰, 巢坤, 林裕佳, 裴巖, 許堯, 陳洪遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:東軟集團(tuán)股份有限公司