短波广播资源分配问题的求解方法研究

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在很多国家,例如在中国,短波广播是一种播音的主要方式。在短波广播领域有一个重要的问题是如何给广播节目分配播放设备,使得所有的广播节目被正确播放并且总体的播放效果最佳。一个节目的播放效果取决于各种因素,例如播出时间,收听区域的位置和设备的参数等等。同时还受限于播放设备的选择和使用。目前,广播节目的设备分配都是由工作人员手动安排的。这样做的效率很低,而且容易出错。由于分配问题的搜索空间极大,工作人员没有办法在有限的时间内尝试太多的方案,只能严重依赖之前的已经不适用的分配方案和经验进行调度。本文将短波广播资源分配这个现实生产生活中遇到的问题建模成一个带约束的优化问题,并且证明了该问题是NP-hard问题。本文提出了该问题的两种编码方法,一个是伪布尔优化公式,一个是加权部分最大可满足公式。本文还提出了GRASP和GRASP-CHCC两个局部搜索算法来求解该问题。所有方法都使用真实样例进行测试评估。通过实验可知,加权部分最大可满足求解器在较小的样例上可以找到理论最优解。CPLEX和clasp两个伪布尔优化公式的求解器可以在大部分规模较小的样例上找到理论最优解。局部搜索算法求解器可以在大部分样例上达到理论最优解。从实验结果可以分析得出,本文提出的方法能够高效地找到一个有着良好播放效果的分配方案。
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