This paper investigates the impact of hybridizing a multi-modal Genetic Algorithm with a Graph Neural Network for timetabling optimization. The Graph Neural Network is designed to encapsulate general domain knowledge to improve schedule quality, while the Genetic Algorithm explores different regions of the search space and integrates the deep learning model as an enhancement operator to guide the solution search towards optimality. Initially, both components of the hybrid technique were designed, developed, and optimized independently to solve the tackled task. Multiple experiments were conducted on Staff Rostering, a well-known timetabling problem, to compare the proposed hybridization with the standalone optimized versions of the Genetic Algorithm and Graph Neural Network. The experimental results demonstrate that the proposed hybridization brings statistically significant improvements in both the time efficiency and solution quality metrics, compared to the standalone methods. To the best of our knowledge, this work proposes the first hybridization of a Genetic Algorithm with a Graph Neural Network for solving timetabling problems.


翻译:本文研究了将多模态遗传算法与图神经网络进行混合以优化时间表编排的效果。该图神经网络旨在封装通用领域知识以提升调度质量,而遗传算法则负责探索搜索空间的不同区域,并将深度学习模型作为增强算子集成以引导解搜索趋向最优。首先,该混合技术的两个组成部分均经过独立设计、开发与优化,以解决目标任务。针对人员排班这一经典时间表编排问题,我们进行了多组实验,将所提出的混合方法与遗传算法和图神经网络的独立优化版本进行比较。实验结果表明,相较于独立方法,所提出的混合方法在时间效率和解质量指标上均带来统计显著的提升。据我们所知,本研究首次提出了将遗传算法与图神经网络混合用于解决时间表编排问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
34+阅读 · 2024年11月30日
「图神经网络复杂图挖掘」 的研究进展
专知会员服务
76+阅读 · 2022年10月23日
【Java实现遗传算法】162页pdf,Genetic Algorithms in Java Basics
专知会员服务
44+阅读 · 2020年7月19日
图神经网络表达能力的研究综述,41页pdf
专知会员服务
173+阅读 · 2020年3月10日
基于图神经网络的知识图谱研究进展
AI科技评论
21+阅读 · 2020年8月31日
图神经网络最近这么火,不妨看看我们精选的这七篇
人工智能前沿讲习班
37+阅读 · 2018年12月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
42+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 1月19日
VIP会员
相关VIP内容
图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
34+阅读 · 2024年11月30日
「图神经网络复杂图挖掘」 的研究进展
专知会员服务
76+阅读 · 2022年10月23日
【Java实现遗传算法】162页pdf,Genetic Algorithms in Java Basics
专知会员服务
44+阅读 · 2020年7月19日
图神经网络表达能力的研究综述,41页pdf
专知会员服务
173+阅读 · 2020年3月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
42+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员