计算机学院系所国际一流水平研究生课程简介

1、附件6. 计算机 学院（系、所）国际一流水平 研究生课程简介（中英文各一份）课程名称：启发式优化课程代码：210.558课程类型：一级学科基础课二级学科基础课其它：硕士生专修课程考核方式： 考查+平时作业教学方式：讲授适用专业：计算机软件与理论适用层次：VD硕士 博士开课学期：秋季总学时：24学分：2先修课程要求：C语言、数据结构、算法设计与分析课程组教师姓名职称专业年龄学术方向吕志鹏研究员计算机软件与理论33组合优化、智能计算、人 工智能、应用优化王海波副教授管理科学37智能计算、启发式优化课程负责教师教育经历及学术成就简介：1、教育工作经历1997年9月 一2001年6月：吉林大学 应用数

2、学系，获理学学士学位2001年9月一2007年6月：华中科技大学计算机科学与技术学院，获博士学位2007年9月一2011年2月：昂热大学（法国）计算机系，博士后研究员（合作教授：Jin-Kao Hao ， Fred Glover ）2011年3月至今：华中科技大学计算机科学与技术学院，研究员，博士生导师2011年10月：德国德雷斯顿工业大学商学院，访问教授（合作教授：Udo Buscher）2012年2月：香港理工大学管理学院，访问教授（合作教授：T.C.E. Che ng）2、 近五年主持的代表性的研究课题（含课题名称、来源、年限、本人所起作用）国家自然科学基金青年基金项目：求解大规模约束满

3、足问题的混合进化算法研究（编号：201100144），主持人，2011年1月至2013年12月，23万元。教育部高校博士点基金项目（新教师类）：面向频率分配问题的混合算法研究（编号：20110142120081），主持人，2011 年 1 月至 2013 年 12 月，4 万元。华为技术有限公司中央研究院预研合作项目：4G手机无线网络媒体业务传输调度算法研究（编号：YBCB2011120，主持人，2012年2月-2013年1月，经费30万元。华为技术有限公司中央研究院预研合作项目：传送网规划Grooming算法研究（编号：YBNW2011046-1，主持人，2011年6月-2012年6月，经费

4、20万元。华中科技大学校自主创新基金项目：混合进化算法在组合优化问题求解中的应用研究， 主持人，2011年6月-2012年12月，经费10万元。3、 近五年以第一作者发表的代表性论文（含题目、刊物名称与时间）1 Zhipeng L u and Jin -Kao Hao. Adaptive Neighborhood Search for Nurse Rostering,European Journal of Operatio nal Research.218（3）: 865-876, 2012.2 Zhipeng Lu *, Fred Glover and Jin -Kao Hao. A Hyb

5、rid Metaheuristic Approach to Solvingthe UBQP Problem, European Journal of Operatio nal Research.207（3）: 1254-1262,2010.3 Zhipeng L u * and Jin -Kao Hao. A Memetic Algorithm for Graph Coloring, EuropeanJournal of Operational Research,203 （1）, 241- 250, 2010.4 Zhipeng Lu *and Jin-Kao Hao. Adaptive Ta

6、bu Search for Course Timetabling,EuropeaJournal of Operational Research, 200（1）, 235-244, 2010.5 Zhipe ng Lua nd Jin -Kao Hao. Adaptive Memory-Based Local Search for MAX-SAT.Appliec Soft Computing. 2012.4、 获得的代表性成果、表彰或奖励（含奖项名称、授予单位、署名次序、时间）H?ndel博士奖 德国德雷斯顿工业大学2011.5 第一2010国际护士排班竞赛铜奖（全球第三名）欧洲运筹学会WATT

7、 PATAT会议2010.8第一2008年国际时刻表竞赛银奖（全球第二名）欧洲运筹学会WATT PATAT会议2008.8第一 湖北省优秀博士毕业论文湖北省人民政府2008.12第一课程教学目标：本课程适用于工科计算机类、自动化类和管理类研究生课程。通过本课程的 学习，使学生掌握启发式方面的基本原理以及求解实际工业应用中广泛出现的大 规模组合优化问题的现代优化方法。掌握组合优化问题的描述以及计算复杂性理 论的基本概念，能够使用数学模型定义和描述各种形式的组合优化问题，掌握求解组合优化问题的基本思路和方法，重点学习源于自然的现代启发式优化算法的 基本方法和技巧，主要包括禁忌算法、模拟退火、迭代局

8、部搜索算法、变领域搜 索算法、遗传算法、进化算法、蚁群算法、Scatter Search、Path Relinking 、GRASP混合算法等，同时了解几个典型的 NP难度问题的高级求解策略和技术。课程大纲：（章节目录）第一章 启发式优化的基本概念和原理（2学时，主讲人 吕志鹏）§ 1.1优化模型§ 1.2 计算复杂性理论§ 1.3 NP完全与NP难度问题§ 1.4优化方法与分类§ 1.5智能启发式优化算法第二章现代启发式优化算法的基本概念（2学时，主讲人吕志鹏）§ 2.1搜索空间、目标函数与约束§ 2.2贪心构造算法

9、67; 2.3局部最优与全局最优§ 2.4集中性与疏散性§ 2.5领域结构与局部搜索§ 2.6领域结构的快速评估技术第三章基于单解的启发式优化算法（8学时，主讲人吕志鹏）§ 3.1禁忌算法§ 3.2模拟退火算法§ 3.3迭代局部搜索算法§ 3.4变领域搜索算法§ 3.5引导领域搜索§ 3.6贪心随机自适应搜索策略§ 3.7噪音技术第四章 基于群体的启发式优化算法（8学时，主讲人吕志鹏）§ 4.1群体算法的基本概念§ 4.2遗传算法§ 4.3进化算法§ 4.

10、4蚁群算法§ 4.5粒子群算法第五章 混合智能算法（4学时，主讲人王海波）§ 5.1混合算法的基本概念和框架§ 5.2混合启发式/精确算法§ 5.3混合启发式算法第六章 启发式优化算法的蓝图分析（2学时，主讲人 王海波）§ 6.1适应度蓝图分析§ 6.2搜索空间的距离分析§ 6.3搜索空间的分布与相关性分析第七章 经典NP难问题求解的高级策略与技术（6学时，主讲人 王海波）§ 7.1图着色问题及应用§ 7.2约束可满足问题§ 7.3旅行商和路由问题教材：Holger H. Hoos,Thomas

11、 St tzle. Stochastic Local Search: Foundations andApplicati ons. Morga n Kaufma nn/Elsevier, 2004.主要参考书：1. El-Ghazali Talbi. Metaheuristics: From Desig n to Impleme ntati on. Wiley, 2009.2. Fred Glover, Manuel Lag una. Tabu Search. Kluwer Academic Publishers, 1997.本课程达到国际一流水平研究生课程水平的标志：1师资方面：授课老师吕志鹏教授和王海波副教授均为智能启发式领域的国际专家，有 多年的启发式优化算法研究方面的经验， 在智能启发式领域的著名国际期刊和 会议上已公开发表几十篇高水平的学术论文，并获得运筹优化领域国际竞赛的 银奖、铜奖等多项奖项。2、教学内容方面：此课程教学内容均是吕志鹏和王海波教授在长期的教学与科研工作中形成 的方法与理论，特别是他们对于求解困难优化问题的启发式优化算法研究中多 来年积累的丰富研究成果，这些内容都是当前国际学术前沿研究的热点课题， 通过这样的课堂学习将学生们直接带入了国际学术研究的前