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历史论文(2026年)
棒球赛季规划中的遗传编程。可行性与优化问题。计算机工程论文,ITAM。导师:安德烈斯·戈麦斯·德·席尔瓦·加尔萨博士。2026年7月23日批准。
问题所在
MLB在约180天内安排30支球队共2,430场比赛。每支球队在不同城市之间进行巡回比赛,距离因队而异。2016年,西雅图行驶了76,683公里,芝加哥小熊队行驶了39,015公里。
找到总距离最短的赛程被称为锦标赛运输问题(PTT)。这是一个NP难问题:可能的赛程数量增长得非常快,无法全部检查。
方法
遗传编程(PG)由约翰·科扎于1992年提出,模拟进化。它创建一个解决方案群体,挑选最佳方案,结合并修改它们以形成新一代。
- 表示法: 每个日历都是一棵树。其节点是运算,如
crear_juego(日期、主队、客队)和obtener_calendario,这些操作连接了两个比赛列表。 - 可行性(C1): 每支队伍必须打正好符合锦标赛要求的比赛场次。值为0表示赛程有效。
- 距离(C2): 通过哈弗辛公式计算的转运总和,基于每个体育场的坐标。
- 软件: 三个模块(规划器、计算器和遗传程序),带有DEAP库,独立于Django的网页应用。
结果
试试30支球队,每队163场比赛,5场系列赛,20代。
| 方法 | 大概。穿越 | 很可能。变异的 | 可行性(C1) | 总距离(C2) | 时间 |
|---|---|---|---|---|---|
| 随机搜索 | 0.0 | 0.0 | 0(有效) | 2,663,470.70 km 短距离 | 200.25 s |
| 基因编程 | 0.8 | 0.2 | 0(有效) | 3,182,738.33 km | 3,337.81 s |
主要发现
基因编程并没有超过随机搜索。 它提供了19.5%的距离,花费的时间几乎是17倍。最好的日历总是来自最初的世代,而那是随机的。
论文指出了以下原因:
- 通用的交叉和突变算符会在不知道问题的情况下更换节点。它们几乎总是产生无效的历法。
- 适应度函数对生存能力的重视远大于距离。无效的子总是输给有效的父母。
- 算法很快收敛到局部最优解,只保留初始解。
负结果也是一个结果。这表明表示和算子的重要性与算法同等重要。
未来工作
论文提出了上下文算子:与其随机更换节点,不如交换整个系列或区块,从而保持日历有效。他还提到量子计算,以同时探索多种配置。
时间线
- · 论文文档的前官方版本。
- · 墨西哥城的答辩。论文通过。
资料与引用
- 论文文件,官方前版本 (PDF, 4.8 MB, 西班牙语)
- 辩护陈述 (PDF, 2.9 MB, 西班牙语)
APA格式引用:
Brenes Valencia, L. P. (2026). Programación genética en la planificación de temporadas de béisbol (Tesis de Ingeniería en Computación). Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM), Ciudad de México, México.