使用遗传算法分配客人

Question

在我们当前的项目中，我们需要在每个周末为主人分配数量的家庭来做午餐。

每个主机可以服务一定数量的客人（主机容量）。 每个家庭可以有不同数量的成员。

在将家庭分配给主机之前需要应用几个规则：

1. 有些家庭不想一起吃午饭（这意味着如果其他家庭已经分配给主人，则无法将其分配给主人）。
2. 一个家庭不能连续 2 周分配给同一个寄宿家庭。
3. 13 岁以下的儿童不得超过主机容量的 50%。
4. 成员年龄超过 50 岁的家庭应不超过主机容量的 50%。

还有更多...

每条规则可以具有不同的重要性权重，即，如果第一条规则被破坏，则无法进行家庭到主机的分配，但第三条和第四条可能会放宽。

这种问题类似于婚礼计划表的布置，但要复杂得多。我研究了几天，似乎遗传算法可能是一个好的方向。但是，我对如何建模、编码输入和实现算法感到困惑。

我非常感谢任何建议。提前致谢。

Answer 1

与任何其他遗传算法问题一样，您需要生成有效/部分无效的染色体（可以评估的场景）。

染色体的一个例子可以是，W1: [{H1: F2, F3, F7}; {H2: F4, F6}; {H3: F1, F5}], W2: [{H1: F4, F3, F7}; {H2: F2}; {H3: F1, F5, F6}], ... 表示第 1 周 (W1)，宿主 1 (H1) 宿主家庭 2、3 和 7，依此类推。

这可以通过随机分配或其他方法生成，称为Population Initialization

现在需要一种方法来评估这条染色体。这可以根据问题中定义的点来完成。

在此之后，可以考虑一些基本功能，例如交叉和变异。

基本示例：

1) for mutation, families can be shifted or switched from one host to another, 
2) for crossover, some weekends can be chosen from one parent, and some from the second, duplicate families can be adjusted.

希望这会有所帮助。