论文

DyACE:基于大语言模型的在线自动启发式设计动态算法协同演化

DyACE: Dynamic Algorithm Co-evolution for Online Automated Heuristic Design with Large Language Model

智能体系统Agent 架构与控制循环

摘要

自动启发式设计(AHD)的主流范式通常依赖这样一个假设:单一固定算法能有效应对组合搜索中不断变化的动态。这种静态方法对扰动式启发式(Perturbative Heuristics)常不适用,因为逃离局部最优的最优算法高度依赖具体搜索阶段。为解决这一局限,我们将启发式设计重新表述为非平稳双层控制问题,并提出DyACE(Dynamic Algorithm Co-evolution)。与标准开环求解器不同,DyACE采用滚动时域控制(Receding Horizon Control)架构,使启发式逻辑与解种群持续协同演化。该框架的核心是Look-Ahead Rollout Search,它查询景观几何以提取搜索轨迹特征。这种感官反馈使大型语言模型(LLM)得以充当有依据的元控制器,根据实时搜索状态开出阶段特定的干预处方。我们在三个代表性组合优化基准上验证DyACE。结果表明,我们的方法显著优于最先进的静态基线,在高维搜索空间中表现出更优的可扩展性。此外,消融研究证实,没有接地感知的动态适应会失效,甚至常常不如静态算法。这表明DyACE的有效性源于合成逻辑与优化景观经验证梯度之间的因果对齐。

DyACE:基于大语言模型的在线自动启发式设计动态算法协同演化
图 1:DyACE 框架概述。它说明了前瞻感知、元推理和适应性进化之间的闭环相互作用。