混合量子遗传算法及其在VRP中的应用

物流配送车辆路径问题(VRP)是一类典型的NP问题.针对提高寻优能力问题,构造了一种混合量子遗传算法(HQGA),即在传统量子遗传算法(QGA)随机全局搜索的基础上引入一个免疫算子,通过该算子的局部搜索操作实现线路内次序的再优化.给出了该算法的具体实现方法和流程,并用实例进行测试.仿真结果表明混合量子遗传算法的寻优性能优于传统量子遗传算法(QGA)及文献中的其它方法,可以避免出现早熟收敛,是求解车辆路径问题的一种有效的算法.     

一种自适应交替的差分混合蛙跳优化算法

针对混合蛙跳算法在解决高维优化问题时易早熟收敛、求解精度低等问题,提出一种自适应交替的差分混合蛙跳优化算法。采用粒子群算法在短时间内产生一组满足约束条件的初始解,以提高初始解的质量。在此基础上,利用差分进化算法全局搜索能力强、种群多样性好等优点,设计一种自适应选择机制,动态地交替使用混合蛙跳算法和差分进化算法,使两者有机融合、优势互补。对6个经典函数的仿真测试结果表明,该算法可以丰富粒子的多样性,使算法前期和后期都具有较好的寻优能力,且寻优速率、求解精度、稳定性都优于混合蛙跳算法、差分进化算法和差分混合蛙跳算法。     

一种新颖的差分混合蛙跳算法

在使用智能优化算法处理函数优化问题时,保持种群的多样性及加快种群的收敛速度可以提升一个算法的性能.针对混合蛙跳算法在寻优过程中易陷入局部最优和早熟收敛的缺点,本文提出了一种新颖的差分混合蛙跳算法.该算法借鉴差分进化中的变异交叉思想,在前期利用子群中其他个体的有用信息来更新最差个体,增加局部扰动性,以提高种群的多样性;在后期为加快收敛速度使用最好个体的信息进行变异交叉操作.同时本文使用归档集进一步保留种群的多样性.仿真测试结果表明:该算法在求解优化问题时较基本蛙跳算法和平均值蛙跳算法具有更好的寻优性能.     

改进的混合蛙跳算法

为提高混合蛙跳算法在优化问题求解中的性能,提出了一种改进混合蛙跳算法。改进算法在原算法基础上加入了变异算子,并根据算法进化过程的不同阶段和进化过程中候选解分布情况,利用模糊控制器对变异算子的变异尺度进行调整,实现了变异算子在解空间中搜索范围的动态调整。通过对优化问题中4个典型测试函数的仿真实验表明,与基本蛙跳算法和已有改进算法相比,改进算法在寻优精度、收敛速度和求解成功率上均有一倍以上的提高,尤其在高维复杂优化问题求解中体现出较强的寻优能力。     

基于改进量子遗传算法的连续函数优化研究

针对一般量子遗传算法在求解连续函数优化问题时存在的困难,研究了一种改进的量子遗传算法.该算法采用一种新的量子旋转门--Hε门对种群进行更新操作,可有效避免算法陷入局部最优解,提高算法的全局寻优能力.将该算法应用于几个典型复杂函数的优化测试结果表明,改进的量子遗传算法在对连续函数进行求解时,综合性能明显优于传统遗传算法和一般量子遗传算法.     

基于差分扰动的混合蛙跳算法

针对基本混合蛙跳算法在处理复杂函数优化问题时容易陷入局部最优、求解精度低的缺点,借鉴差分进化中的变异思想,提出了一种改进的混合蛙跳算法,利用子群中其他个体的有利信息,对其更新策略进行局部扰动。实验结果表明,改进的混合蛙跳算法对复杂函数优化问题具有较强的求解能力。算法寻优效率高、全局性能好、优化结果稳定,性能明显优于所比较的算法。     

基于量子粒子群搜索策略的混合蛙跳算法

混合蛙跳算法（SFLA）是一种全新的群体智能优化算法。针对基本混合蛙跳算法局部搜索能力差,因而优化精度低、收敛速度慢的缺点,引入量子粒子群算法的搜索策略,提出了一种基于量子粒子群搜索策略的混合蛙跳算法（QPSO-SFLA）。通过对基准函数进行测试,实验结果表明改进的算法大大提高了算法的收敛速度,增强了算法的寻优能力。     

面向多峰函数优化的PASFLI算法及应用

针对基本混合蛙跳算法在高维多峰函数优化时早熟及难以找到所有全局极值的问题,提出了一种具有混合智能的多态子种群自适应混合蛙跳免疫算法,证明了算法以概率1收敛于全局最优解。该算法采用双层进化模式,融合了混合蛙跳、免疫克隆选择技术。在低层混合蛙跳操作中,加入了多态自适应子种群机制,提高了子种群多样性,有效抑制了早熟现象;在算法进化后期,提出了全局极值筛选策略,将子种群极值点提升到高层免疫克隆选择操作,进一步提高了全局寻优能力。通过复杂多峰函数仿真实验,表明该算法能够快速有效地给出全部全局最优解。     

基于三角函数搜索因子的混合蛙跳算法

针对传统混合蛙跳算法存在收敛速度慢、容易陷入局部最优和搜索精度不高的缺陷,提出了基于三角函数搜索因子的混合蛙跳算法。该算法将基于三角函数搜索因子的局部进化策略和产生新个体策略引入到混合蛙跳算法中,改进混合蛙跳算法的局部搜索精度和全局收敛性能。实验结果表明,基于三角函数搜索因子的混合蛙跳算法能够显著改善混合蛙跳算法的寻优精度和收敛速度,使算法的搜索效率和稳定性同时得到提高。     

基于自适应权重调整与差分进化策略的并行式混合蛙跳算法

针对标准混合蛙跳算法（SFLA）在复杂优化问题中出现的收敛速度慢、求解精度不高和运行效率低等问题,提出了一种基于自适应权重调整与差分进化（DE）策略的并行式混合蛙跳算法（P-DE-ASFLA）。在局部搜索过程中,采用邻近学习策略更新子群中的最优个体以加快算法的收敛;采用动态蛙跳规则更新子群中的最差个体以避免算法早熟收敛;在全局搜索过程中,采用DE策略对混合后的种群进行基因更新,增强算法的全局寻优能力。同时基于主从式并行架构,采用多进程技术使子群的局部搜索过程并行化,大幅提高了算法的运行效率。实验结果表明,所提算法在6个标准测试函数中的求解质量和运行效率要远优于标准SFLA和DE算法。     

基于混合蛙跳思想的蚁群算法及路径优化研究

针对基本蚁群算法存在容易陷入局部最优解出现早熟停滞状态的缺点,提出了基于混合蛙跳思想的蚁群算法,并应用于城市交通路径寻优研究。通过引入混合蛙跳算法的全局信息共享和局部深度搜索机制,提高了蚁群算法跳出局部最优解的能力与全局收敛性。以重庆市渝中半岛的路网为实例计算以行程时间为目标的最优路径,实验结果表明该算法有效改善了基本蚁群算法的全局搜索能力,同时为解决城市交通路径寻优问题获得了较好的效果。     

基于分布估计蛙跳算法的云资源调度方法

针对云计算环境中的资源调度很少同时兼顾最短完成时间和最低服务成本的问题,设计能够综合反映时间和成本的适应度函数,在此基础上提出了基于分布估计蛙跳算法的云资源调度方法。结合遗传算法的交叉操作重新定义蛙跳算法的进化算子,使其适用于整数编码的调度问题;引入分布估计进化策略,突破了标准蛙跳算法搜索模式的局限,使算法具有更全面的学习能力。仿真实验结果表明,在云资源调度问题的求解中,该算法的收敛性能和寻优能力均优于标准的蛙跳算法和分布估计算法。     

自适应混合变异的蛙跳算法

蛙跳算法是一种受自然界生物现象启发产生的群体进化算法,计算速度快,寻优能力强,但局部搜索能力较弱,容易陷入早熟收敛。针对其缺点,结合高斯变异和柯西变异的优点,提出了一种改进的混合蛙跳算法。改进后的算法收敛速度加快,在一定程度上避免陷入局部最优,提高了蛙跳算法解决复杂函数问题的能力。实验验证了其有效性。     

基于模拟退火的混合遗传算法研究

针对常规遗传算法会出现早熟现象、局部寻优能力较差等不足,在遗传算法运行中融入模拟退火算法算子,实现了模拟退火的良好局部搜索能力与遗传算法的全局搜索能力的结合。经验证,该混合算法可以显著提高遗传算法的运行效率和优化性能。     

基于改进多目标HQPSOGA求解武器目标分配问题

由于进化算法求解多目标问题时易过早丧失种群多样性,造成早熟收敛,提出一种粒子多样性判别方法.基于随机选择的聚类算法与模糊贴近度原则综合求解粒子多样性贡献度,用于混合量子行为粒子群和可调节遗传算法的粒子群迭代中,结合随机新增粒子更新个体最优解,引导粒子向Pareto最优解靠近.仿真表明,所提方法是一种有效的多样性保持方法,具有更强的全局寻优能力,可有效提高求解质量,在武器-目标分配问题上求解精度更高.     

求解柔性作业车间调度的混合PSO算法与实现

研究车间作业调度优化过程,针对资源的合理分配排序,采用PSO算法求解柔性作业车间调度问题,根据PSO算法存在易陷入局部极值和早熟的缺陷,引入遗传算法中的交叉算子和变异算子,构造求解柔性作业车间调度问题的混合PSO算法,能够较好地克服上述缺陷.采用面向对象的程序设计语言,设计并编码实现了混合PSO算法求解柔性作业车间调度问题的仿真软件.使用软件进行仿真,实验结果表明在求解柔性作业车间调度问题中,混合PSO算法的全局寻优和克服早熟能力均优于基本PSO算法,证明混合PSO算法求解柔性作业车间调度问题的有效性.     

正态变异优胜劣汰的混合蛙跳算法

针对基本混合蛙跳算法收敛速度慢、求解精度不高且易陷入局部最优的缺陷,提出了一种新的正态变异优胜劣汰的混合蛙跳算法。该算法在局部搜索策略中,对子群内最差个体的更新融入了服从正态分布的变异扰动,可有效避免青蛙个体向局部最优聚集,扩大搜索空间,增加种群的多样性;同时对子群内少量的较差青蛙进行变异选择,摒弃不利的变异,继承有用的变异,优胜劣汰,整体提高种群的质量,减少算法寻优过程的盲目性,提高算法的寻优速度。对每个子群内的最优个体引入精英变异机制以获得更优秀的个体,进一步提升算法的全局寻优能力,避免陷入局部最优,引领种群向更好的方向进化。实验独立运行30次,所提算法在Sphere、Rastrigrin、Griewank、Ackley和Quadric函数中均能收敛到最优解0,优于其他对比算法。实验结果表明,所提算法可有效避免算法陷入早熟收敛,提高了算法的收敛速度和精度。     

基于云计算的混合并行遗传算法求解最短路径

为提高最短路径求解问题的效率,提出一种基于云计算的细粒度混合并行遗传算法求解最短路径的方法。方法采用云计算中H adoop的Map Reduce并行编程模型,提高编码效率,同时将细粒度并行遗传算法和禁忌搜索算法结合,提高了寻优算法的计算速度和局部寻优能力,进而提高最短路径的求解效率。仿真结果表明,该方法在计算速度和性能上优于经典遗传算法和并行遗传算法,是一种有效的最短路径求解方法。     

嵌入共轭梯度法的混合蛙跳算法

针对基本蛙跳算法在处理复杂函数优化问题时求解精度低且易陷入局部最优的缺点,提出了一种嵌入共轭梯度法的混合蛙跳算法。该算法在基本蛙跳算法划分模因组的基础上引入共轭梯度法,由于基本蛙跳算法模因组的划分规则,使得排在最后的青蛙子群个体位置较差,严重影响着整个群体的寻优速度,因而选取排列在后面的一部分模因组使用共轭梯度法进行求解,这使得算法在进化中后期易跳出局部最优,提高了算法的收敛精度。所得混合蛙跳算法有效结合了基本蛙跳算法较强的全局搜索能力和共轭梯度法快速精确的局部搜索能力。数值实验结果表明,所提出的改进蛙跳算法较基本蛙跳算法具有更高的收敛精度,避免了陷入局部最优的缺点,且优化结果更加稳定。     

求解多背包问题的混合蛙跳算法

针对多背包问题,提出一种改进的离散混合蛙跳算法。算法中对青蛙个体采用十进制整数编码方式,应用遗传算法中的交叉操作来对个体进行更新,扩展了传统混合蛙跳算法模型。将改进的算法用于多背包问题求解,仿真实验表明了所提算法的有效性。