<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" 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" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">donstu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2687-1653</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.12737/11586</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">donstu-19</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INFORMATION TECHNOLOGY, COMPUTER SCIENCE AND MANAGEMENT</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Bionic search for transportation problem solution on the basis of adaptation strategy</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Бионический поиск решения задач транспортного типа на основе стратегии адаптации</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чернышев</surname><given-names>Юрий Олегович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chernyshev</surname><given-names>Yury Olegovich</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">orfiki@rambler.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Полуян</surname><given-names>Анна Юрьевна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Poluyan</surname><given-names>Anna Yuryevna</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vasandevg@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Панасенко</surname><given-names>Павел Александрович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Panasenko</surname><given-names>Pavel Alexandrovich</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">marked_one2007@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Паскевич</surname><given-names>Денис Юрьевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Paskevich</surname><given-names>Denis Yuryevich</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Филиал Военной академии связи, г. Краснодар, Российская Федерация</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Branch of Military Academy of Communication, Krasnodar, Russian Federation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russian Federation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2015</year></pub-date><volume>15</volume><issue>2</issue><fpage>85</fpage><lpage>90</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Chernyshev Y.O., Poluyan A.Y., Panasenko P.A., Paskevich D.Y., 2015</copyright-statement><copyright-year>2015</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Чернышев Ю.О., Полуян А.Ю., Панасенко П.А., Паскевич Д.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Chernyshev Y.O., Poluyan A.Y., Panasenko P.A., Paskevich D.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/19">https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/19</self-uri><abstract><p>The development of methods and algorithms for solving a routing problem is being implemented over the years, but it is still a topical problem. This is, primarily, due to the fact that this problem is NP-complete, and to develop a universal algorithm for finding an exact optimal solution during a reasonable time is difficult. In this regard, in order to reduce the algorithm time complexity (ATC), the development of sequential and parallel bionic algorithms for solving the transportation problems based on the evolutionary strategies is prospective. The bionic algorithms (BA) have proved their efficiency at the solution of the time-consuming tasks of optimization, approximation, and intellectual data processing. Benefits include the possibility to perform the genetic and evolutionary search, as well as the fact that BA consist in parallel generation of the quasioptimal alternative decision sets with possible "migration" of decisions between these sets. Schemes that differ from the known ones in the outlining structure and recording the parameter variation are proposed for the bionic search simulation. The investigation of the developed bionic algorithms for solving transportation problems show the advantage in the solution quality compared to the known methods. The developed algorithms allow obtaining a set of alternative quasioptimal results with the polynomial time complexity. The transformation of the population size during the transition from one iteration to another in the process of the bionic algorithm operation is presented.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Разработка методов и алгоритмов для решения задачи трассировки осуществляется на протяжении многих лет, но по-прежнему является актуальной. Это связано, в первую очередь, с тем, что эта задача является NP -полной, и разработать универсальный алгоритм, позволяющий находить точное оптимальное решение за приемлемое время, затруднительно. В связи с этим, с целью снижения временной сложности алгоритма (ВСА), актуальным является разработка последовательных и параллельных бионических алгоритмов для решения задач транспортного типа на основе эволюционных стратегий. Бионические алгоритмы (БА) доказали свою эффективность при решении трудоемких задач оптимизации, аппроксимации, интеллектуальной обработки данных. К преимуществам можно отнести возможность выполнения эволюционного и генетического поиска, а также то, что БА состоит в параллельной генерации наборов квазиоптимальных альтернативных решений с возможной «миграцией» решений между этими наборами. Для моделирования бионического поиска предложены схемы, отличающиеся от известных структурой построения и учетом вариации параметров. В работе приведен процесс преобразования размера популяции при переходе из одной итерации в другую в процессе работы бионического алгоритма. Проведенные исследования разработанных бионических алгоритмов решения задач транспортного типа показали преимущество по качеству решений в сравнении с известными методами. Разработанные алгоритмы позволяют получать набор квазиоптимальных альтернативных результатов</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>транспортная задача</kwd><kwd>методы</kwd><kwd>адаптация</kwd><kwd>эффективность</kwd><kwd>бионический поиск</kwd><kwd>генетический оператор</kwd><kwd>алгоритм</kwd><kwd>transportation problem</kwd><kwd>methods</kwd><kwd>adaptation</kwd><kwd>efficiency</kwd><kwd>bionic search</kwd><kwd>genetic operator</kwd><kwd>algorithm</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полуян, А. Ю. Параллельный бионический поиск для решения задач оптимизации / А. Ю. Полуян // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды : межвуз. сб. науч. тр. - Ростов на-Дону, 2009. - С. 53-54.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Poluyan, А.Y. Parallel'nyy bionicheskiy poisk dlya resheniya zadach optimizatsii [Parallel bionic search for solving optimization problems.] Bezopasnost'  zhiznedeyatel'nosti. Okhrana truda i okruzhayushchey sredy: mezhvuz. sb. nauch. tr. [Life Safety. Labour and environmental protection: interuniversity coll. of  sci.papers.] Rostov-on-Don, 2009, pp. 53–54 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Luger, G. Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving, [Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving] FourthEdition Addison-Wesley Publishing Company, 2002. - P. 928.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Luger, G. Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving. Fourth Edition. Addison- Wesley Publishing Company, 2002, p.928</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полуян, А. Ю. Эволюционный подход к решению задач о нахождении кратчайшего пути в графе / А. Ю. Полуян // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Йошкар-Ола, 2008. - Т. 2. - С. 143-147.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Poluyan, А.Y. Evolyutsionnyy podkhod k resheniyu zadach o nakhozhdenii kratchayshego puti v grafe. [Evolutionary approach to the problem of finding the  shortest path in the graph.] Informatsionnye tekhnologii v professional'noy  deyatel'nosti i nauchnoy rabote : sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. s  mezhdunar. uchastiem. [Information technologies in professional activities and  research: Proc. Sci.-Pract. Conf. with int. participation.] Yoshkar-Ola, 2008, vol. 2, pp. 143–147 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Совместные методы квантового и бионического поиска / В. М. Курейчик // IEEE AIS’04, CAD-2004 : труды конф. - Москва, 2004. - С. 12-19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М. Sovmestnye metody kvantovogo i bionicheskogo poiska. [Shared methods of quantum and bionic search.] IEEE AIS’04, CAD-2004: Proc. Conf. Moscow,  2004, pp. 12–19 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Бионический метод определения путей оптимальной длины в графовых моделях / В. М. Курейчик, М. Н. Мищенко // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте : сб. трудов III-го междунар. научно-практ. семинара. - Москва, 2005. - С. 261-266.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М., Mishchenko, M.N. Bionicheskiy metod opredeleniya putey optimal'noy dliny v grafovykh modelyakh. [Bionic method for determining optimum  length paths in graph models.] Integrirovannye modeli i myagkie vychisleniya v  iskusstvennom intellekte : sb. trudov III-go mezhdunar. nauchno-prakt. seminara.  [Integrated models and soft computing in Artificial Intelligence: Proc.III Int.Sci.- Pract. Seminar.] Moscow, 2005, pp. 261–266 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Поисковая адаптация: теория и практика / В. М. Курейчик, Б. К. Лебедев, О. Б. Лебедев. - Москва : Физматлит, 2006. - 272 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М., Lebedev, B.K., Lebedev, O.B. Poiskovaya adaptatsiya: teoriya i praktika. [Search adaptation theory and practice.] Moscow: Fizmatlit, 2006, 272 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Адаптация в задачах проектирования топологии / В. М. Курейчик, Б. К. Лебедев, О. Б. Лебедев // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2010 : сб. науч. трудов. - Москва, 2010. - С. 170-177.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М., Lebedev, B.K., Lebedev, O.B. Adaptatsiya v zadachakh proektirovaniya topologii. [Adaption in the problems of layout design.] Problemy  razrabotki perspektivnykh mikro- i nanoelektronnykh sistem – 2010: sb. nauch. trudov. [Problems of development of advanced micro- and nanoelectronic systems -  2010: Coll. Sci. Papers.] Moscow, 2010, pp. 170-177 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Емельянов, В. В. Модели искусственной жизни в оптимизационных задачах / В. В. Емельянов, В. П. Афонин // Интеллектуальные системы (AIS’04). Интеллектуальные САПР (CAD’-2004) : сб. трудов междунар. науч.- техн. конф. - Москва, 2004. - С. 39-47</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yemelyanov, V.V., Afonin, V.P. Modeli iskusstvennoy zhizni v optimizatsionnykh zadachakh. [Models of artificial life in optimization problems.] Intellektual'nye  sistemy (AIS’04). Intellektual'nye SAPR (CAD’-2004): sb. trudov mezhdunar. nauch.-  tekhn. konf. [Intelligent Systems (AIS'04). Intelligent CAD (CAD'-2004): Proc.  Int.Sci.-Tech. Conf.] Moscow, 2004, pp. 39–47 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Адаптация на основе самообучения / В. М. Курейчик, Б. К. Лебедев, О. Б. Лебедев, Ю. О. Чернышев. - Ростов-на-Дону : изд-во РГАСХМ, 2004. - 142 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М., Lebedev, B.K., Lebedev, O.B., Chernyshev, Y.O. Adaptatsiya na osnove samoobucheniya. [Adaptation on the basis of self-learning.] Rostov-on-Don: izd-vo RGASKhM, 2004, 142 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рейнгольд, Э. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика / Э. Рейнгольд, Ю. Нивергельт, Н. Део. - Москва : Мир, 1980. - 476 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rejngold, E., Nivergelt, J., Deo, N. Kombinatornye algoritmy. Teoriya i praktika. [Combinatorial algorithms. Theory and practice.] Moscow: Mir, 1980, 476 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цой, Ю. Р. К выбору размера популяции / Ю. Р. Цой, В. Г. Спицын // Интеллектуальные системы (IEEAIS’04). Интеллектуальные САПР (CAD-2004): тр. междунар. науч.- техн. конф. - Москва, 2004. - С. 90-96.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsoy, Y.R., Spitsyn, V.G. K vyboru razmera populyatsii. [On the choice of the population size.] Intellektual'nye sistemy (IEEAIS’04). Intellektual'nye SAPR (CAD- 2004): tr. mezhdunar. nauch.- tekhn. konf. [Intelligent Systems (IEEAIS'04).  Intelligent CAD (CAD-2004): Proc. Int. Sci.-Tech. Conf.] Moscow, 2004, pp. 90–96 (in  Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Развитие теории эволюционного моделирования на основе генетических методов поисковой адаптации при решении оптимальных задач проектирования, сверхбольших интегральных схем (СБИС) : отчет о НИР / РГАСХМ; рук. Чернышев Ю. О.; исп. Басова А. В., Венцов Н. Н., Полуян А. Ю. - Ростов-на-Дону, 2009. - 119 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyshev, Y.O., Basova, A.V., Ventsov, N.N., Poluyan, A.Y. Razvitie teorii evolyutsionnogo modelirovaniya na osnove geneticheskikh metodov poiskovoy adaptatsii  pri reshenii optimal'nykh zadach proektirovaniya, sverkhbol'shikh integral'nykh  skhem (SBIS): otchet o NIR , RGASKhM. [Development of the theory of evolution simulation based on genetic search adaptation methods for solving optimum design problems, very large scale integration (VLSI): research report, RGASKhM.] Rostov-on-Don, 2009, 119 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернышев, Ю. О. Решение задач транспортного типа генетическими алгоритмами / Ю. О. Чернышев, А. В. Басова, А. Ю. Полуян. - Ростов-на-Дону : изд-во ЮФУ, 2008. - 73 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyshev, Y.O., Basova, A.V., Poluyan, A.Y. Reshenie zadach transportnogo tipa geneticheskimi algoritmami. [Solution of transport-type genetic algorithms.] Rostov- on-Don: izd-vo YuFU, 2008, 73 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернышев, Ю. О. Эволюционный подход к решению задачи о назначении через определение кратчайшего пути / Ю. О. Чернышев, П. Г. Белявский, А. Ю. Полуян // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2008. - № 9. - С. 18-24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyshev, Y.O., Belyavskiy, P.G., Poluyan, A.Y. Evolyutsionnyy podkhod k resheniyu zadachi o naznachenii cherez opredelenie kratchayshego puti. [Evolution  approach to the solution of the problem about setting through the shortest path determination.] Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2008, no. 9, pp. 18–24 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кремер, Н. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика / Н. Ш. Кремер. - Москва : ЮНИТИ-ДАНА, 2004. - 565 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kremer, N.Sh. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika. [Probability theory and mathematical statistics.] Moscow: YuNITI-DANA, 2004, 565 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полуян, А. Ю. Адаптивный генетический алгоритм для решения задачи оптимизации на основе стратегии элитизма / А. Ю. Полуян // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2008. - № 9. - С. 36-39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Poluyan, A.Y. Adaptivnyy geneticheskiy algoritm dlya resheniya zadachi optimizatsii na osnove strategii elitizma. [Adaptive algorithm for the decision of  the problems of optimization on the basis of strategy of elitism.] Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2008, no. 9, pp. 36–39 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Holland, John H. Adaptation in natural and artificial systems. [Adaptation in natural and artificial systems] The MIT Press edition, Massachusetts, London, England, 1992, 210 р.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Holland, John H. Adaptation in natural and artificial systems. The MIT Press edition, Massachusetts, London, England, 1992, 210 р.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курейчик, В. М. Биоинспирированные методы в оптимизации / Л. А. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик, П. В. Сороколетов. - Москва : Физматлит, 2009. - 384 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kureychik, V.М., Gladkov, L.A., Kureychik, V.V., Sorokoletov, P.V. Bioinspirirovannye metody v optimizatsii. [Bioinspired methods in optimization.]  Moscow: Fizmatlit, 2009, 384 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kling, R.M. Placement by Simulated Evolution [Placement by Simulated Evolution], IEEE Trans. on CAD, 1989. - Vol.8, no.3., P. 245-255.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kling, R.M., Banerjee, P. Placement by Simulated Evolution. IEEE Trans. on CAD, 1989, vol.8, no.3 pp. 245–255.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
