<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">11899</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/19695</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>INFORMATION TECHNOLOGY, COMPUTER SCIENCE AND MANAGEMENT</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Applicability of elite samples in solving the traveling salesman problem by Goldberg model </article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Возможности использования элитных особей при решении задачи коммивояжёра моделью Гольдберга </trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кобак</surname>
       <given-names>Валерий Григорьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kobak</surname>
       <given-names>Valeriy Григорьевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>valera33305@mail.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Рудова</surname>
       <given-names>Ирма  Шалвовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rudova</surname>
       <given-names>Irma  Шалвовна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>irmuse4ka@rambler.ru</email>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2016-05-18T00:00:00+03:00">
    <day>18</day>
    <month>05</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2016-05-18T00:00:00+03:00">
    <day>18</day>
    <month>05</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <volume>16</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>129</fpage>
   <lpage>135</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/11899/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/11899/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью данной работы является исследование актуальной за-дачи коммивояжера, которая является NP сложной задачей дискретной оптимизации. Показано, что для достижения по-ставленной цели пригодны лишь эвристические методы. Для решения задачи представлен результат совместного использо-вания муравьиного (МА) и генетического (ГА) алгоритмов. Особенностью предложенного генетического алгоритма явля-ется то, что задача решается только с помощью различных мутаций (без кроссовера). Исследуемый ГА был улучшен вве-дением элитарной стратегии. Испытания проводились на графах средней и большой размерности. Элитная особь, получаемая с помощью муравьиного алгоритма, в среднем улучшалась на 11 %. Показано, что эффективность генетического алгоритма напрямую зависит от количества особей в поколении и количества итераций алгоритма. Ввод элитарной стратегии улучшил получаемые значения целевой функции более чем в 2 раза. Увеличение числа запусков МА при выборе элиты позволило повысить эффективность алгоритма приблизительно на 2 %.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The work objective is to study a critical traveling salesman problem which is NP complicated task of the discrete optimization. It is shown that only heuristics is appropriate in achieving this goal. The result of the ant colony algorithm (ACA) and genetic algorithm (GA) sharing is presented for the problem solution. The point is that the problem is solved using only mutations of various types (without crossover). The investigated GA is improved by the elitist strategy. The testing is done on graphs of the middle and large dimension. An “elite” sample obtained by the ACA is improved by a mean of 11%. It is shown that the efficiency of the genetic algorithm depends directly on the number of ants in the generation, and on the number of algorithm iterations. Target function values are improved more than twofold after the introduction of the elitist strategy. Increasing the number of ACA runs raises the efficiency of the algorithm by approximately 2%.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>задача коммивояжера</kwd>
    <kwd>генетический алгоритм</kwd>
    <kwd>граф</kwd>
    <kwd>модель Гольдберга</kwd>
    <kwd>мутация</kwd>
    <kwd>кроссовер</kwd>
    <kwd>муравьиный алгоритм</kwd>
    <kwd>элитная особь</kwd>
    <kwd>феромон</kwd>
    <kwd>природные вычисления.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>traveling salesman problem</kwd>
    <kwd>genetic algorithm</kwd>
    <kwd>graph</kwd>
    <kwd>Goldberg model</kwd>
    <kwd>mutation</kwd>
    <kwd>crossover</kwd>
    <kwd>ant colony algorithm</kwd>
    <kwd>elite sample</kwd>
    <kwd>pheromone</kwd>
    <kwd>natural computing.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Задача коммивояжера (ЗК) является NP сложной задачей дискретной оптимизации и определяется следующим образом: для заданного полного взвешенного графа G = (V, E, D) с множеством вершин V = {vi}n, множеством ребер E и матрицей весов D = {di,j}nxn необходимо найти Гамильтонов цикл (vi1, vi2,…,vin), где (i1,…,in) — перестановка на множестве {1,2,…,n}, а viV, с минимальной суммой весов дуг [1] Вершины графа G часто называются городами, а любой Гамильтонов цикл называется маршрутом коммивояжера. Очевидным решением задачи является метод полного перебора. Выйдя из первого города, коммивояжер может направиться в один из (n – 1) городов, откуда в (n – 2) оставшихся городов и т. д., пока не останется один-единственный город, откуда он вышел. Таким образом, общее число маршрутов, подлежащих просмотру, составляет (n – 1) · (n – 2) … 2 · 1 = (n – 1) всевозможных вариантов. С увеличением количества городов это значение быстро возрастает и уже при 15 городах достигает астрономических цифр. Поиск точных и приближенных способов решения задачи о коммивояжере остается актуальным и с теоретической, и с практической точки зрения, так как не найдено, а возможно, и не существует точных алгоритмов, решающих ЗК за короткое (полиномиальное) время. Поэтому для решения задачи коммивояжера эффективнее использовать не точные, а эвристические методы. Применение эвристических алгоритмов к какой-либо практической задаче обычно позволяет сформулировать рекомендации, которые намного лучше произвольного решения и которые наиболее близки к лучшему варианту.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гладков, Л. А. Генетические алгоритмы / Л. А. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик - Москва : Физ-матлит, 2007. - 272 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gladkov, L.А., Kureychik, V.V., Kureychik, V.M. Geneticheskie algoritmy. [Genetic algorithms.] Moscow: Fizmatlit, 2007, 272 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gambardella, L.-M. Ant-Q: A Reinforcement Learning Approach to the Traveling Salesman Problem [Электрон-ный ресурс] / L.-M. Gambardella, M. Dorigo. - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.40.4846 (дата обращения: 16.09.15).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gambardella, L.-M., Dorigo, M. Ant-Q: A Reinforcement Learning Approach to the Traveling Salesman Problem. Available at: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.40.4846 (accessed: 16.09.15).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Dorigo, M. The Ant System: Optimization by a colony of cooperating agents [Электронный ресурс] / M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni. - Режим доступа: ftp://iridia.ulb.ac.be/pub/mdorigo/journals/IJ.10-SMC96.pdf (дата обращения: 20.09.15).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dorigo, M., Maniezzo, V., Colorni, A. The Ant System: Optimization by a colony of cooperating agents. Availa-ble at: ftp://iridia.ulb.ac.be/pub/mdorigo/journals/IJ.10-SMC96.pdf (accessed: 20.09.15).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Gambardella, L.-M. Solving symmetric and asymmetric TSPs by ant colonies [Электронный ресурс] / L.-M. Gambardella, M. Dorigo. - Режим доступа: http://ceit.aut.ac.ir/~meybodi/Learning%20Automata%20papers/LA-Papers-Ebdali/00542672.PDF (дата обращения: 27.09.15).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gambardella, L.-M., Dorigo, M. Solving symmetric and asymmetric TSPs by ant colonies. Available at: http://ceit.aut.ac.ir/~meybodi/Learning%20Automata%20papers/LA-Papers-Ebdali/00542672.PDF (accessed: 27.09.15).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Чураков, М. Муравьиные алгоритмы. / М. Чураков, А. Якушев. - Режим доступа: http://rain.ifmo.ru/cat/ (дата обращения: 25.09.2015).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Churakov, М., Yakushev, A. Murav&amp;#180;inye algoritmy. [Ant colony algorithms.] Available at: http://rain.ifmo.ru/cat/ (accessed: 25.09.2015) (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Штовба, С. Д. Муравьиные алгоритмы [Электронный ресурс] / С. Д. Штовба. - Режим доступа: http://www.serhiyshtovba.narod.ru/doc/Shtovba_Ant_Algorithms_Exponenta Pro_2003_3.pdf (дата обращения: 25.09.15).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shtovba, S.D. Murav&amp;#180;inye algoritmy. [Ant colony algorithms.] Available at: http://www.serhiyshtovba.narod.ru/doc/Shtovba_Ant_Algorithms_Exponenta Pro_2003_3.pdf (accessed: 25.09.15) (in Rus-sian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Емельянов, В. В. Теория и практика эволюционного моделирования / В. В. Емельянов, В. М. Курейчик, В. В. Курейчик. - Москва : Физматлит, 2003. - 432 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yemelyanov, V.V., Kureychik, V.M., Kureychik, V.V. Teoriya i praktika evolyutsionnogo modelirovani-ya. [Theory and practice of evolutionary modeling.] Moscow: Fizmatlit, 2003, 432 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кобак, В. Г. Сравнительный анализ модифицированной модели Гольдберга и муравьиного алгоритма при решении задачи коммивояжера / В. Г. Кобак, И. Ш. Рудова, А. Г. Жуковский // Тр. Сев.-Кавк. филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. - Ростов-на-Дону, 2015. - T. 1. - С. 362-365.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kobak, V.G., Rudova, I.S., Zhukovskiy, A.G. Sravnitel&amp;#180;nyy analiz modifitsirovannoy modeli Gol&amp;#180;dberga i mu-rav&amp;#180;inogo algoritma pri reshenii zadachi kommivoyazhera. [Comparative analysis of Goldberg modified model and ant col-ony algorithm for solving the traveling salesman problem.] Proc. of Moscow Technical University of Communications and Informatics, North Caucasian Branch. Rostov-on-Don, 2015, vol. 1, pp. 362-365 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кобак, В. Г. Решение задачи коммивояжера модифицированной моделью Гольдберга с использованием различных сильных мутаций / В. Г. Кобак, И. Ш. Рудова // Сб. тр. юбилейной конф. студентов и молодых ученых, посвященной 85-летию ДГТУ. - Ростов-на-Дону, 2015. - С. 146-156.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kobak, V.G., Rudova, I.S. Reshenie zadachi kommivoyazhera modifitsirovannoy model&amp;#180;yu Gol&amp;#180;dberga s ispol&amp;#180;zovaniem razlichnykh sil&amp;#180;nykh mutatsiy.  [Traveling salesman problem solution by Goldberg modified model using dif-ferent strong mutations.] Proc. Conf. of students and young researchers dedicated to the 85th Anniversary of DSTU. Rostov-on-Don, 2015, pp. 146-156 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Решение задачи коммивояжера модифицированной моделью Гольдберга с помощью различного вида мутаций / В. Г. Кобак [и др.] // Тр. Сев.-Кавк. филиала Моск. техн. ун-та связи и информатики. - Ростов-на-Дону, 2014. - T. 1. - С. 258-261.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kobak, V.G., et al. Reshenie zadachi kommivoyazhera modifitsirovannoy model&amp;#180;yu Gol&amp;#180;dberga s pomoshch&amp;#180;yu razlichnogo vida mutatsiy. [Traveling salesman problem solution by Goldberg modified model by different strong muta-tions.] Proc. of Moscow Technical University of Communications and Informatics, North Caucasian Branch. Rostov-on-Don, 2014, vol. 1, pp. 258-261 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
