Кіріспе

Жергілікті іздеу алгоритміТабу іздеу (ТТ) – математикалық оңтайландыру үшін қолданылатын, жергілікті іздеу әдістерін пайдаланатын метаэвристикалық іздеу әдісі. Оны Фред У. Гловер 1986 жылы жасады және 1989 жылы ресмилендірді. Жергілікті (көршілес) іздеулер проблеманың мүмкін шешімін алып, оның жақын көршілерін (яғни, өте аз ерекшеліктері бар ұқсас шешімдерді) жақсартылған шешім табу үмітімен тексереді. Жергілікті іздеу әдістері оңтайлы емес аймақтарда немесе көптеген шешімдердің теңдей жарамды болатын платоларда тоқтап қалуға бейім. Табу іздеу, жергілікті іздеудің негізгі қағидасын жеңілдету арқылы оның тиімділігін арттырады. Біріншіден, егер жақсартуға мүмкіндік болмаса (мысалы, іздеу қатаң жергілікті минимумда тоқталғанда), нашарлайтын қадамдар да қабылдануы мүмкін. Сонымен қатар, бұрын қарастырылған шешімдерге оралуды болдырмау үшін тыйымдар (содан табу атауы келді) енгізіледі. Табу іздеуді іске асыру үшін қарастырылған шешімдерді немесе пайдаланушы берген ережелерді сипаттайтын жад құрылымдары қолданылады. Табу іздеу – комбинаторлық оңтайландыру мәселелерін шешуге қолданылатын метаэвристикалық алгоритм (оптималды реттеу және нұсқаларды таңдау қажет болатын мәселелер). Қазіргі уақытта ТТ қолданылу аясы ресурстарды жоспарлау, телекоммуникация, VLSI жобалау, қаржылық талдау, кестелеу, кеңістік жоспарлау, энергия тарату, молекулалық инженерия, логистика, үлгілерді жіктеу, икемді өндіріс, қалдықтарды басқару, минералдарды іздеу, биомедициналық талдау, қоршаған ортаны қорғау және тағы да көптеген салаларды қамтиды. Соңғы жылдары түрлі салалардағы журналдар табу іздеудің тиімді шешілетін мәселелердің шекарасын кеңейтудегі жетістіктерін көрсететін оқулық мақалалар мен есептеу зерттеулерін жариялады – нәтижелері бұрын қолданылған әдістерден әлдеқайда жоғары сапалы. Қолданылулардың толық тізімін, сондай-ақ практикалық іске асырудан алынған пайданың қысқаша сипаттамасын табуға болады.

Негізгі сипаттама

Tabu іздеуі, белгілі бір тоқтату критерийлері орындалғанға дейін (әдетте, әрекет шегі немесе ұпай шегі) бір әлеуетті шешімнен, көршілес аймақтағы жақсартылған шешімге қайта-қайта өту үшін жергілікті немесе көршілес іздеу процедурасын пайдаланады. Жергілікті іздеу процедуралары көбінесе нашар ұпайлы аймақтарда немесе ұпайлардың тұрақтанатын аймақтарында тұрып қалады. Осы қиындықтардан аулақ болу және басқа жергілікті іздеу процедуралары зерттемейтін іздеу кеңістігінің аймақтарын зерттеу үшін, tabu іздеуі іздеу процесінде әр шешімнің көршілес аймағын мұқият зерттейді. Жаңа көршілікке қабылданған шешімдер жад құрылымдарын пайдалану арқылы анықталады. Осы жад құрылымдарын пайдалану арқылы іздеу, ағымдағы шешімнен жақсартылған шешімге қайта-қайта өту арқылы жүзеге асырылады. Tabu іздеуі, симуляцияланған оттеумен бірнеше ұқсастықтарға ие, себебі екеуі де төмен қарай қозғалу мүмкіндігін қамтиды. Шындығында, симуляцияланған оттеуді TS-ның ерекше түрі ретінде қарастыруға болады, онда біз "белгілі мерзімділіктерді" қолданамыз, яғни қозғалыс белгілі бір ықтималдықпен tabu-ға айналады. Бұл жад құрылымдары tabu тізімін құрайды, ол іздеу арқылы зерттелмек көршілікке қабылданған шешімдерді сүзуге арналған ережелер мен тыйым салынған шешімдер жиынтығы болып табылады. Ең қарапайым түрінде, tabu тізімі – бұл соңғы уақытта қарастырылған шешімдердің (итерациядан бұрын, сақталатын бұрынғы шешімдер саны деп аталатын) қысқа мерзімді жиынтығы. Көбінесе, tabu тізімі бір шешімнен екіншісіне көшу процесінде өзгерген шешімдерден тұрады. Сипаттауды жеңілдету үшін, "шешімнің" кодталғанын және осындай атрибуттармен бейнеленгенін түсіну ыңғайлы.