遗传算法中的交叉算子的述评

交叉算子是遗传算法中的一种重要算子,对遗传算法中较成熟的交叉算子进行了简单介绍,在此基础上结合文献内容,从理论应用以及作用机理等几个方面对遗传算法中改进的交叉算子进行了分析和讨论,可以发现改进后的交叉算子能在一定程度上克服传统遗传算法的缺点,提高其搜索效率和精度,有效避免过早收敛。进一步提出遗传算法中交叉算子的未来研究方向,为今后遗传算法的应用和发展奠定了基础。     

一种基于有向交叉的遗传算法

从解空间的角度分析了交叉算子的作用,针对其盲目搜索的缺陷.提出一种有向交叉遗传算子.该算子通过优化控制交叉子代的落点位置.使交叉子代大概率地朝着最优解的方向进化.实验表明,该算子显著地加快了遗传算法的寻优速度.提高了遗传算法定位最优解的精度.     

交叉算子的极限一致性

交叉算子是遗传算法的主要操作算子之一，它使遗传算法具有了其它传统方法所没有的特性，并于它的理论研究对深入理解遗传算法具有重要意义，该文对遗传算法中常用的交叉算子（一点交叉算子、两点交叉算子、多点交叉算子和一致交叉算子）的性质进行了分析，综合考虑了交叉算子色全的双重作用，给了染色体在各种交叉算子作用下的变化规律，并得到了模式变化的极限性能，证明了这些交叉算子的极限一致性，即这些交叉算子在演化代数趋于无穷时对染色体的作用结果是一致的，同时对各自不同的收敛特点进行了分析，这些分析结果不仅UMDA等算法提供了一定的理论依据。也为今后的研究工作提供了基础。     

改进的模糊交叉算子及其在CGA中的应用

基于标准化适应值信息,提出改进的模糊交叉算子,并应用到细胞状遗传算法(CGA)中。在具有局部搜索倾向的交叉操作中,该算子能使后代更偏向于适应值高的父体。在具有全局搜索倾向的交叉操作中,能使较差个体在更大范围内进行搜索,有效地引导CGA算法向全局最优解的方向收敛。仿真实验结果表明,基于改进模糊交叉算子的CGA算法性能更好。     

求解TSP的启发式顺序交叉算子

旅行商问题是经典的NP难组合优化问题之一.在用遗传算法求解旅行商问题时,顺序交叉算子是一种较为常用的遗传交叉算子.使用顺序交叉算子时的交叉点位置是随机指定的,不能反映关键遗传信息,导致算法执行效率较低.在顺序交叉算子的基础上,提出了一种启发式顺序交叉算子.该算子结合顺序交叉算子和启发式算法以得到双亲中交叉点位置,保留了双亲中关键的城市顺序信息.该算子改善了使用顺序交叉算子执行效率低的问题.实验结果表明了该算子的有效性.     

一种新的多父辈交叉遗传算法

提出了一种新的多父辈交叉遗传算法.该算法引入了父代数量自适应调节机制,使得交叉操作的父代数量自适应地收敛到一个合适的值,以克服多父辈遗传算法对于父辈数量的敏感性.该算法还采用了评价值加权的多父辈交叉算子.该算子是单点交叉、两点交叉、多点交叉、均匀交叉、算术交叉以及多父辈频率扫描交叉等算子的概括和推广,具有凸空间封闭特性,可以保证子代个体的合法性.在经典测试函数集上的实验结果验证了本算法的可行性.     

基于异位交叉的遗传算法的研究

针对目前遗传算法搜索速度较慢的问题，对提高遗传算法收敛速度的不同方法进行了分析。提出一种加快收敛速度的异位交叉算子，并给出算法仿其实验。仿真结果表明，这种交叉算子可比一般的对等位交叉算子更有效地提高收敛速度，且不易陷入局部最优解。具有实现简单、易于应用及鲁捧性强的特点。     

旅行商问题的一种插入交叉算子

求解TSP问题是遗传算法应用的一个重要领域,其本质是TSP问题中巡回路径编码串的组合最优化问题。对于符号编码方式的遗传算法,通常需要设计特定的交叉算子以提高算法的运行效率和性能。该文针对自然数编码的方式,提出了一种较适合于大规模TSP问题求解的遗传交叉算子:插入交叉(InsertCrossover,简称IX)算子。该算子以优良的交叉策略,保证了算法的快速收敛和全局寻优。仿真实验结果证明,IX算子对于大规模TSP问题具有比较好的性能。     

基于工件位置交叉算子的车间作业调度算法

交叉算子是遗传算法中最主要的遗传算子,对种群的搜索性能起着重要的作用。基于操作编码的遗传算法多采用两点交叉算子,研究发现这种交叉算子收敛速度慢,容易陷入局部最优解,为此设计了一种基于工件位置的交叉算子,通过试验仿真验证了该算子在收敛速度和求全局最优解上有显著优势。     

智能交叉算子遗传算法的新机制

分析了传统遗传算法中的交叉算子的作用与局限,认为正是交叉算子被赋予两个互相矛盾的任务,而使传统遗传算法的运行机制变得复杂。对交叉算子的功能进行简化,提出智能交叉算子,形成新的、简单的遗传运行机制。该机制认为,进化是由环境与个体共同实现的。基于这种思想,利用MATLAB编写了一个智能交叉遗传算法工具箱,并对该工具箱进行数值试验。结果表明该算法具有非常精确的全局求优的特点,克服了早熟收敛,且收敛速度较快。     

一种新的基于遗传操作的改进型遗传算法

交叉与变异是遗传算法的重要操作,提出了一种新的基于遗传操作的改进型遗传算法.采用最优保留和改进的轮盘赌选择方法,通过基因交叉概率控制交叉,根据高斯分布改进了交叉算子和变异算子,保证了算法的全局搜索能力、局部搜索能力及收敛速度.通过标准函数的数值实验,验证了新算法的有效性.     

一种新的交叉操作算子

论文提出了一种新的遗传操作算子-随机多父辈适应度值加权交叉算子(RandomParent-numberFitness-WeightedCrossover,RPFWX)。RPFWX在2到群体规模之间随机决定参与交叉操作的父代数量,以克服遗传算法的性能对于多父辈数量的敏感性。RPFWX根据父代个体的适应度值赋予较优秀的父代个体以较大的影响因子。父代个体根据该影响因子来决定其对于子代个体贡献的大小。RPFWX是包括两父辈算术交叉、uniformcrossover以及多父辈频率扫描交叉算子(theOccurrenceBasedScanningCrossover)等在内的多种交叉算子的概括和推广,并通过其凸空间封闭特性来保证子代个体的合法性。最后通过实验结果验证了RPFWX算子的优越性。     

一种变形杂交算子——轮转杂交算子

杂交算子是遗传算法的三个基本算子之一,它在改进解群质量方面发挥着重要作用。现有遗传算法的杂交算子通常选择两个个体组成母本进行杂交运算。该文提出了一种选择三个个体组成母本进行轮转杂交的思想,文章称这种新的杂交算子为轮转杂交算子。首先通过理论分析证明,它能够扩大遗传算子搜索子空间,使收敛结果更趋于最优解。然后将其用于分布式系统任务调度问题,模拟结果说明是可行的。     

模糊自适应遗传算法及其性能分析

遗传算法是应用比较广泛的一种随机优化算法,而交叉和变异是两个关键操作,本文针对遗传算法在应用过程中叉交概率和变异概率所存在的问题提出一种模糊自适应遗传算法,新算法利用模糊系统技术来自适应估计交叉概率和变异概率,最后,通过多峰函数优化问题的仿真结果证明了算法的实用性和有效性。     

A decomposition-based hybrid multiobjective evolutionary algorithm with dynamic resource allocation

Different crossover operators suit different problems. It is, therefore, potentially problematic to chose the ideal crossover operator in an evolutionary optimization scheme. Using multiple crossover operators could be an effective way to address this issue. This paper reports on the implementation of this idea, i.e. the use of two crossover operators in a decomposition-based multi-objective evolutionary algorithm, but not simultaneously. After each cycle, the operator which has helped produce the better offspring is rewarded. This means that the overall algorithm uses a dynamic resource allocation to reward the better of the crossover operators in the optimization process. The operators used are the Simplex Crossover operator (SPX) and the Center of Mass Crossover operator (CMX). We report experimental results that show that this innovative use of two crossover operators improves the algorithm performance on standard test problems. Results on the sensitivity of the suggested algorithm to key parameters such as population size, neighborhood size and maximum number of solutions to be altered for a given subproblem in the the decomposition process are also included.     

均匀块交叉遗传算法

交叉操作是遗传算法的三个基本算子之一,它在改进解群质量方面发挥着重要作用。我们提出一种均匀块交叉算子,并通过理论分析证明,它能够防止早熟收敛,使收敛结果更趋于最优解。两类算例表明,本文提出的交叉操作易于实施,且有效。     

遗传算法交换操作的可达性

交换是遗传算法中的一个重要操作,本文分析了遗传算法交换操作的特性,证明了对于互补的两个二进制串,通过交换操作可达其它任意互补的两个二进制串。     

遗传交叉和变异对种群多样性的影响

首先,定义了群体的算术交叉扩展子空间、寻优空间和基因位直方图概念,并分析了交叉在解空间的扩展性．然后,证明了在二进制编码中,交叉不能改变基因层次上的多样性;而在实数编码中,在一定条件下,算术交叉可改变基因层次上的多样性,但以扩大寻优空间、产生无用解为代价．随后,证明了交叉可改变个体层次上的多样性,而变异可改变以上两个层次上的多样性．最后,分析了所得结论对遗传算法的改进和应用具有的指导意义,并通过仿真加以验证．     

多背包问题的遗传算法求解

本文提出了一种新的组合优化问题—多背包问题,并给出了它的基于0/1规划的数学模型;提出了解决多背包问题的遗传算法。该算法以目标函数加约束惩罚函数作为适应值函数,交叉算子选用了一致交叉的方法,仿真的结果表明该遗传算法在求解多背包问题上的表现是良好的。     

求解约束优化问题的自适应演化算法

提出一种基于高斯柯西变异算子的多父体杂交自适应演化算法,并用于求解约束函数优化问题。算法的特点：在随机搜索过程中引入三种新的多父体杂交算子加速收敛;基于高斯柯西变异算子提出一种新的产生新个体的方法;提出一种根据演化的进度能自动调整搜索范围的自适应机制。分析与实验表明,与其他算法相比,算法更具有通用性、高效性、鲁棒性,算法收敛速度和算法稳定性有明显改进。