基于球面杂交的自适应动态克隆选择算法

在克隆选择算法搜索函数最优解问题的研究中,针对传统自适应动态克隆选择算法收敛速度慢、精度低以及种群多样性低的缺点,提出了一个基于球面杂交的自适应动态克隆选择算法。新算法采用浮点数编码方式,在每次迭代过程中,首先根据抗体的亲和度动态计算出每个抗体的变异概率,然后根据亲和度大小将抗体种群动态分为记忆单元和一般抗体单元,并采用球面杂交方式对种群进行调整,提高了算法的收敛速度和求解精度。实例验证了所提算法的有效性和可行性。     

求解TSP问题的自适应模拟退火蚁群算法

针对蚁群算法易陷入局部最优,收敛速度较慢的问题,在最大-最小蚁群算法的基础上,提出一种自适应模拟退火蚁群算法。在高温阶段以一定概率接受次优解,优化每次迭代后的路径,增加算法的全局搜索能力,并采用一种自适应的信息素更新策略,前期增加算法的全局搜索能力,后期加快算法的收敛速度;在低温阶段通过降温系数的取值,加快算法收敛速度,在温度机制上采用了回火机制,避免局部最优,使解的质量得到了提高。同时在算法中结合了3opt进一步优化了算法解的质量。实验结果表明该算法的收敛速度以及求解质量得到了一定程度的改善,较好地平衡了种群多样性以及收敛速度的关系。     

基于定向变异策略的改进克隆选择算法

本文针对克隆选择算法(CSA)存在的问题, 如搜索速度慢、收敛精度低、容易陷入局部最优, 提出一种基于定向变异的改进克隆选择算法(DMSCSA). 该算法引入Halton序列来生成均匀分布的初始化种群, 实现对解空间更高效的搜索; 采用黄金正弦变异策略在迭代过程中对优秀抗体定向变异, 提升算法收敛速度; 引入柯西变异策略, 能够在保证种群多样性的前提下提高算法跳出局部最优的能力. 使用CEC2019测试函数集中的8个不同的测试函数并与其他同类型算法进行对比实验, 通过实验结果可知, DMSCSA算法在寻优精度、收敛速度等方面均有提升.     

基于自适应机制改进蚁群算法的移动机器人全局路径规划

针对基本蚁群算法在二维静态栅格地图下进行移动机器人路径规划时出现的搜索效率低下、收敛速度缓慢、局部最优解等问题,提出一种自适应机制改进蚁群算法,用于移动机器人在二维栅格地图下的路径规划.首先采用伪随机状态转移规则进行路径选择,定义一种动态选择因子以自适应更新选择比例,引入距离参数计算转移概率,提高算法的全局搜索能力以及搜索效率;然后基于最大最小蚂蚁模型和精英蚂蚁模型,提出一种奖励惩罚机制更新信息素增量,提高算法收敛速度;最后定义一种信息素自适应挥发因子,限制信息素浓度的上下限,提高算法全局性的同时提高算法的收敛速度.在不同规格的二维静态栅格地图下进行移动机器人全局路径规划对比实验,实验结果表明自适应机制改进蚁群算法具有较快的收敛速度,搜索效率明显提高且具有较好的全局搜索能力,验证了所提算法的实用性和优越性.     

基于相似度的自适应异类多种群蚁群算法

针对原有的多种群蚁群算法收敛速度慢,运行时间长,容易早熟等缺陷,提出了一种新型异类多种群蚁群算法。算法由多类不同特性蚁群构成,不同蚁群具有不同特质,且优势互补,彼此间具有潜在的合作性。不同种类蚁群搜索时,通过子蚁群间的相似度,自适应选择最互补的蚁群进行信息交换,以加强不同种类蚁群间的协作,增强解的多样性,增强跳出局部最优的能力。TSP仿真结果表明,该算法在搜索速度以及搜索质量方面都有明显的提高。     

基于异构双种群全局视野蚁群算法的移动机器人路径规划研究

针对蚁群算法中存在的算法收敛速度慢、逼近最优解能力不足等问题,提出一种基于异构双种群全局视野的蚁群算法,并将其应用于移动机器人路径规划领域。首先,研究基于异构蚁群的并行结构,通过差异化种群的相互协作提高蚁群算法的收敛速度和规划最优路径的能力;然后,研究具有全局视野的自适应步长,解决蚁群算法因局部视野导致无法搜索到最优步长的问题;最后,研究信息素初始化以及信息素更新方式,改进传统蚁群算法运行初期搜索无序性以及信息素更新不合理等问题。实验结果表明,该算法在逼近最优解能力和提高收敛速度等方面较对比方法有着显著提高,在测试的几种仿真地图中,平均路径长度优化了12%,平均迭代次数和平均运行时间分别减少了67%和82%。     

一种求解TSP问题的分层免疫算法

为提高人工免疫算法求解旅行商问题的效率,构造了一种基于多子种群免疫进化的两层框架模型.在此模型的基础上提出了分层局部最优免疫优势克隆选择算法(HLOICSA).通过对多个子种群进行低层免疫操作--局部最优免疫优势、克隆选择、基于信息熵的抗体多样性改善和高层遗传操作--选择、交叉、变异,增强优秀抗体实现亲和力成熟的机会,提高抗体群分布的多样性,在深度搜索和广度寻优之间取得了平衡.针对TSP的实验结果表明,该算法具有可靠的全局收敛性及较快的收敛速度.     

抗独特型克隆选择算法

基于免疫学中的抗体克隆选择学说,通过引入抗独特型结构,提出了一种用于求解复杂多峰函数优化问题人工免疫系统算法——抗独特型克隆选择算法.该算法通过克隆增殖操作、抗独特型变异操作、抗独特型重组操作和克隆选择操作这4 个操作算子来实现抗体种群的进化,能够同时在同一抗体周围的多个方向进行全局搜索和局部搜索,具有较强的搜索能力.理论分析表明,抗独特型克隆选择算法具有全局收敛性.抗独特型结构的引入充分利用了优势抗体的结构信息,加快了抗体种群的收敛速度,从而以更快的速度获得全局最优解,同时降低了算法陷入局部极值点的几率.实验部分采用4 组不同类型的函数对算法性能进行测试.理论分析及实验结果表明,与克隆选择算法等已有算法相比,该算法性能好,求解精度高,鲁棒性强.     

基于自适应更新策略的蚁群算法在TSP上的应用

针对传统蚁群算法收敛性不好、易陷入局部最优的问题,提出了自适应更新策略的蚁群算法（Adaptive Update-Ant Colony System,AU-ACS）,有效地平衡了种群多样性和算法收敛速度。算法前期通过自适应地改变信息素挥发值,由信息素挥发值动态约束信息素值,从而提高了种群多样性;运行后期奖励当前迭代最优路径的信息素,通过加大最优路径的相对引导作用,从而加快收敛速度;最后加入改进的子路径贡献度,根据阈值因子自适应调整局部最优路径的信息素,达到平衡种群多样性和收敛速度的目的。在与传统蚁群算法在旅行商问题（Travelling Salesman Problem,TSP）中对比表明,改进后算法求解的精度更高、稳定性增强。     

基于多种群的随机扰动蚁群算法求解分布式约束优化问题

针对现有的基于蚁群优化思想求解分布式约束优化问题的算法收敛较慢、容易陷入局部最优等问题,提出了一种基于多种群的随机扰动蚁群算法（random disturbance based multi-population ant colony algorithm to solve distributed constraint optimization problems,RDMAD）来求解分布式约束优化问题。首先,RDMAD提出了一种分工合作机制,将种群按比例划分为采用贪婪搜索的子种群和采用启发式搜索的子种群,同时构建分级更新策略,提高算法收敛速度和求解质量;然后对采用贪婪搜索的子种群设计自适应变异算子和奖惩机制,防止算法陷入局部最优;最后在算法陷入停滞时触发随机扰动策略,增加种群多样性。将RDMAD与七种最先进的非完备算法在三类基准问题上的寻优结果进行了实验对比,实验结果表明RDMAD在求解质量和收敛速度上优势明显,且稳定性较高。     

改进的蚁群算法求解带时间窗的车辆路径问题

设计了一种改进的蚁群算法,将蚁群系统(ACS)与最大最小蚂蚁系统(MMAS)相结合,在状态转移规则中引入时间窗跨度与服务等待时间因素,并在算法的不同阶段采用不同的信息素蒸发策略以防止算法陷入局部最优.使用路径内2-opt优化方法以及路径间2-opt*优化方法对每次迭代过程所得到的最优解进行局部优化.通过对相关文献实验数据的测试结果表明,该算法在求解效果及运算效率上优于遗传算法与禁忌搜索算法.     

一种自适应全局和声搜索算法

针对新颖全局和声搜索(NGHS) 算法过早收敛的问题, 提出自适应全局和声搜索(AGHS) 算法. 引入差分向量范数定义和声记忆库多样性, 给出新的位置更新策略, 排除变异操作. 以和声记忆库多样性信息为指导动态产生新和声, 提高算法对解空间信息开发的能力, 避免算法因过早收敛、易陷入局部最优的不足. AGHS算法操作更简单,需要设置的参数更少, 将其与目前文献中较优的几种改进HS 算法、PSO 算法和GA算法进行性能测试, 测试结果表明AGHS算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度.

     

带创造性思维的混沌蚂蚁群优化算法

针对混沌蚂蚁群优化算法(CASO)容易陷入局部极值和精度低的缺陷,从认知学角度进行分析,将创造性思维(CT)引入CASO算法,提出了一种带创造性思维的混沌蚂蚁群优化算法(CTCASO).基于CT过程的"四阶段"模型,构建了算法框架,改进了位置更新公式,从而使蚂蚁个体在惯性、认知能力的基础上增强了CT能力,提高了蚁群的整体寻优能力.仿真结果表明,所提出的算法搜索能力强、稳定性好,并且未增加新的参数和计算难度.     

全局竞争和声搜索算法

提出一种全局竞争和声搜索(GCHS) 算法, 给出随机局部平均和声和全局平均和声的概念, 建立竞争搜索机制, 实现每次迭代产生两个和声向量并进行竞争选择. 设计自适应全局调整和局部学习策略, 平衡算法的局部搜索和全局搜索, 详细分析参数HMS、HMCR和PAR对算法优化性能的影响. 数值结果表明, GCHS 算法在精度、收敛速度和鲁棒性方面比和声搜索算法及最近文献中提出的7 种优秀改进和声搜索算法要好.

     

求解多处理器任务调度问题的改进差分进化算法

针对多处理器系统任务调度复杂问题, 在自适应差分进化算法基础上增加惯性速度分项, 提出一种称为惯性速度差分进化(IVDE) 的改进算法, 以避免陷入局部最优解. 结合启发式任务列表, 对算法的状态编码提出了处理器列表(PL)、部分偏序任务列表(PTL) 和全部任务列表(CTL) 等3 种形式. 通过求解随机生成的任务调度标准图和真实求解任务问题, 进行了数值仿真验证, 其中PTL-IVDE 算法相比蚁群优化(ACO) 算法、混合遗传算法(TLPLC-GA), 能快速求得更好的任务调度方案.

     

基于混合蛙跳与阴影集优化的粗糙模糊聚类算法

针对粗糙模糊聚类算法对初值敏感、易陷入局部最优和聚类性能依赖阈值选择等问题, 提出一种混合蛙跳与阴影集优化的粗糙模糊聚类算法(SFLA-SRFCM). 通过设置自适应调节因子, 以增加混合蛙跳算法的局部搜索能力; 利用类簇上、下近似集的模糊类内紧密度和模糊类间分离度构造新的适应度函数; 采用阴影集自适应获取类簇阈值. 实验结果表明, SFLA-SRFCM 算法是有效的, 并且具有更好的聚类精度和有效性指标.

     

参数适应性分布式差分进化算法

提出一种适应性分布式差分进化算法.将初始种群分为多个子种群,并设计子种群间的迁移机制,当满足迁移条件时,根据冯?诺依曼拓扑结构,子种群内的优秀个体代替其邻域的较差个体,使得整个种群实现信息共享.同时,根据个体适应值变化情况,对每一个体分配不同的缩放因子?和交叉率CR,提出?和CR的适应性策略.实验结果表明,所提出算法有利于对解空间进行广泛探索,避免算法陷入早熟收敛,能够搜索到性能较好的解.     

求解多维背包问题的蚁群-拉格朗日松弛混合优化算法

针对多维背包问题(MKP) NP-hard、约束强的特点, 提出一种高效的蚁群-拉格朗日松弛(LR) 混合优化算法. 该算法以蚁群优化(ACO) 为基本框架, 并基于LR 对偶信息定义了一种MKP效用指标. ACO使得整体算法具有全局搜索能力, 所设计的效用指标将MKP的优化目标与约束条件有机地融合在一起. 该指标一方面可以用来定 义MKP核问题, 降低问题规模; 另一方面, 可以用作ACO的启发因子, 引导算法在有希望的解区域中强化搜索. 在大量标准算例上的测试结果表明, 所提出算法的鲁棒性较好; 与其他已有算法相比, 在求解质量和求解效率方面均具有很强的竞争力.

     

一种求解旅行商问题的新型帝国竞争算法

帝国竞争算法是一种已在连续优化问题上取得较好效果的新型社会政治算法. 为了使该算法更好地应用于离散型组合优化问题, 提出一种求解旅行商问题的新型帝国竞争算法. 在传统算法的基础上, 改变初始帝国的生成方式; 同化过程采取替换重建方式, 以提升求解质量; 革命过程中引入自适应变异算子, 以增强搜索能力; 殖民竞争过程中调整了殖民地分配方式; 算法加入帝国增强过程, 以加快寻化速度. 实验结果表明, 新型帝国竞争算法求解质量高、收敛速度快.

     

基于变异记忆矩阵的克隆选择算法

利用免疫系统的免疫记忆机制,提出一种适于函数优化的基于变异记忆矩阵的克隆选择算法.首先,利用变异记忆矩阵保存进化中有用的变异信息,以引导抗体的克隆和变异操作,加强局部搜索能力;然后,利用当代种群的综合信息生成新抗体进入种群,以加强全局搜索能力;最后,对最优抗体进行自学习,以提高算法结果的精度.标准函数仿真表明,该算法适合求解复杂函数优化问题,具有收敛速度快、全局收敛能力强、精度高、鲁棒性强的优点.