Chương 3 : Thuật toán di truyền song song
4.2 Thuật toán di truyền giải bài toán VRPTW
4.2.2 Tạo quần thể ban đầu
Quần thể khởi tạo ban đầu có ảnh hưởng rất lớ đến n th i gian tìm l i giờ ờ ải cũng như
chất lượng lời gi i k t xu t bả ế ấ ởi thuật toán di truyền. Một quần thể được khởi tạo ngẫu nhiên s ẽ có thể ấ r t chậm hội tụ ề ờ v l i giải tối ưu khi áp dụng thu t toán di ậ
truy n. ề Quần thểban đầu tốt giúp cho thuật toán i t hộ ụ nhanh v lề ời gi i tả ối ưu. Để
có các lời giả ối t t, các heuristic xây dựng lộ trình thư ng đườ ợc sử ụ d ng trong quá trình kh i tở ạo quần th . Tuy nhiên, tínhể đa dạng của các cá thể trong quần thểcũng
phải đư c đợ ảm bảo để khi áp dụng thuật toán di truyền sẽ ông bkh ỏ sót các vùng tiềm năng có thể cho lời gi i t t. Chính vì vả ố ậy, Tan và các cộng sự[16] đã kết hợp c ảheuristic xây dựng lộtrình và phương pháp khởi tạo ngẫu nhiên trong quá trình khởi tạo quần thểban đầu.Theo đó, quần th ể được khởi t o làm hai ph n, mạ ầ ột phần
đượ ạc t o bởi heuristic và m t phộ ần đượ ạc t o ngẫu nhiên; tỷ ệ l cá th trong các ph n ể ầ được điều khiển bởi m t t s ộ ỷ ốcho trước.
Phương pháp PFIH ủ c a Solomon được sử ụ d ng trong nhiều nghiên cứu v ềVRPTW
để ltìm i gi i bờ ả an đầu (h t gi ng di truy n). ạ ố ề PFIH đảm b o m t l i gi i kh thi n u ả ộ ờ ả ả ế
bài toán có l i giờ ải. Với giả đị nh PFIH cho lời gi i nả ằm trong vùng lân c n cậ ủa lời giải t t nh t toàn cố ấ ục, một phần quần thể ban đầu được tạo ra a trên dự các lân cận c lủa ời giải này. Đặt lời giải thu được từ PFIH là S = {R1, ...., Rp, ..., Rq, ..., Rk}, với Rp là tập các khách hàng được phục vụ ở b i xe vận chuyển p. Một thao tác λ-
trao đổi giữa hai c p l trình ặ ộ Rp và Rqlà quá trình thay thế ậ t p con S1 ⊆Rpvới kích
thước S1 ≤λ bằng một tập con khác S2 ⊆Rqcũng với kích thước S2 ≤λ . Phép trao
đổi này giúp sinh ra các l trình m i ộ ớ Rp' =(Rp −S1)∪S2 , Rq' =(Rq −S2)∪S1 và một lời giải lân cận mới { ,..., ',..., ',..., } 1 ' k q p R R R R S = . Vùng lân cận Nλ(S) của lời giải S là tập tất cả các lời giải lân cận {S'} được tạo ra bởi thao tác λ-trao đổi với λ cho
trước.
Như vậy, m t ph n quộ ầ ần th ểban đầu đượ ạc t o b i thao tác λở -trao đổi. Phần còn l i ạ
của quần thể này được tạo ngẫu nhiên, không liên quan đến lời giải của PFIH. Nhận xét t y rhấ ằng phần quần thể xuất phát từ vùng lân cận s ẽ không đi xa điểm khởi tạo ban đ u, do đó ầ có thể ỏ b đi cơ hội khám phá các vùng khác. Đây là lý do cần thêm một phần quần thể được khởi tạo ngẫu nhiên.
S ự cân đối giữa các nhiễm sắc thể có liên quan và các nhiễm sắc thể ngẫu nhiên
được điều khiển bởi m t tham s RANDộ ố OM_RATIO. Giá tr tham s này càng cao, ị ố
quần thểban đầu càng trở nên đa dạng. Tham sốnày cũng phản ánh mức độ tin cậy của người sử ụ d ng đối với lời giải của PFIH. Nếu mức độtin cậy này cao, tức là tối
ưu toàn cục được định v trong vùng lân c n cị ậ ủ ờa l i giải ban đầu, thì RANDOM- _RATIO phải nh qu n th nhanh hỏ để ầ ể ộ ụ đếi t n tối ưu.