基于灰支持向量回归机预测适应值的交互式集合进化计算

个体适应值的高精度预测和高效的进化策略对于提高进化优化算法性能至关重要.针对现有大规模种群交互式进化计算个体适应值估计误差较大以及传统进化策略搜索效率较低的问题,提出一种基于灰支持向量回归机的个体适应值预测方法和大规模种群集合进化策略.建立基于灰支持向量回归机的适应值预测模型,给出4种集合进化个体比较测度,同时提出新的集合进化个体自适应交叉和变异概率.基于上述策略,采用NSGA-II范式设计一种交互式集合进化优化算法.将该算法应用于RGB颜色One-max优化问题,以表明所提出个体适应值预测方法和集合进化策略的有效性.     

基于个体适应值灰模型的交互式遗传算法

为将交互式遗传算法应用于复杂的优化问题中,提出一种基于进化个体适应值灰模型预测的交互式遗传算法,为每代适应值序列建立灰模型,以衡量个体适应值评价的不确定性,通过对灰模型的灰预测,提取进化个体评价的可信度,在此基础上,给出进化个体适应值修正公式,将该算法应用于服装进化设计系统中。实验结果表明,该算法在每代都能获取更多的满意解。     

基于半监督学习的变种群规模区间适应值交互式遗传算法

为了减轻用户疲劳并增强算法的搜索性能,本文在变种群规模交互式遗传算法的基础上引入协同训练半监督学习方法,提出基于半监督学习的变种群规模区间适应值交互式遗传算法.根据对大规模种群的聚类结果,给出标记样本和未标记样本的获取方法;结合半监督协同学习器逼近误差的改变,提出高可信度未标记样本的选择策略;采用半监督协同学习机制训练两个径向基函数(RBF)神经网络,构造精度高泛化能力强的代理模型;在进化过程中,利用代理模型估计大种群规模进化个体适应值,并根据估计偏差更新代理模型.算法的理论分析及其在服装进化设计系统中的应用结果说明了算法的有效性.     

融合协同进化人工鱼群算法和SVM的雾霾预测方法

针对日益严重的雾霾污染问题,提出融合协同进化人工鱼群算法和支持向量机的雾霾预测方法.首先,运用佳点集构造均匀分布的种群,并引入自适应视野范围策略、自适应步长策略、种群间协同策略,提出协同进化人工鱼群算法.然后,使用协同进化人工鱼群算法,优化支持向量机的主要参数.最后,构建基于支持向量机的雾霾预测模型,预测雾霾天气.在10个测试函数上的实验证明协同进化人工鱼群算法的性能,在6个UCI数据集上的实验验证预测模型的稳定性和有效性.     

改进粒子群算法优化支持向量机的短期负荷预测

针对支持向量回归机在预测建模中的参数选取问题,提出一种基于混沌自适应策略的粒子群优化支持向量回归机参数的方法.采用混沌映射算法和聚合度自适应判断策略,增强种群的全局寻优性能,提升粒子的多样性,从而避免种群过早收敛.充分考虑天气、节假日、居民消费等因素的影响,提出一种改进的支持向量回归机预测模型并与粒子群算法的支持向量回归机模型进行对比分析.分析结果表明,该预测模型可将预测的均方根误差降低约40％,绝对值误差降低约42％,相对误差降低约46％,仿真结果验证了所提方法优化了支持向量回归机参数,改善了预测效果.     

基于权重向量聚类的动态多目标进化算法

实际生活中存在许多的动态多目标优化问题（DMOP）。对于此类问题，当环境发生改变时，就要求动态多目标进化算法（DMOEA）能快速和准确地跟踪新环境下的帕累托前沿（PF）或帕累托最优解集（PS）。针对现有算法的种群预测性能差的问题，提出一种基于权重向量聚类预测的动态多目标进化算法（WVCP）。该算法首先在目标空间中生成均匀的权重向量，并对种群中的个体进行聚类，再根据聚类情况分析种群的分布性。其次，对聚类个体的中心点建立时间序列。对同一权重向量，针对不同的聚类情况采取相应的应对策略对个体进行补充，若相邻时刻均存在聚类中心，则采用差分模型预测新环境下的个体；若某一时刻不存在聚类中心，则用相邻权重向量聚类中心的质心作为该时刻的聚类中心，再运用差分模型预测个体。这样不仅可以有效地解决种群分布性差的问题，还可以提高预测的准确性。最后，引入个体补充策略，以充分地利用历史信息。为验证WVCP算法的性能，把它与四种代表性算法进行了仿真对比。实验结果表明，所提算法能够很好地解决DMOP。     

基于进化个体模糊适应值估计的交互式遗传算法

采用大规模种群进化优化策略,根据用户评价时间和单一数值适应值估计个体模糊适应值;根据个体表现型属性和参照个体模糊适应值宽度计算个体表现型相似度;利用个体表现型相似度对种群聚类并估计未评价个体的模糊适应值;基于个体模糊适应值和表现型相似性构造个体选择适应值,实现个体相似性选择.将所提出方法应用于室内挂钟进化设计,并与已有典型方法进行比较.结果表明,所提出方法在提高优化质量、减轻用户疲劳、提高搜索效率等方面均具有优越性.     

基于相似历史信息迁移学习的进化优化框架

现有进化算法大都从问题的零初始信息开始搜索最优解, 没有利用先前解决相似问题时获得的历史信息, 在一定程度上浪费了计算资源.将迁移学习的思想扩展到进化优化领域, 本文研究一种基于相似历史信息迁移学习的进化优化框架.从已解决问题的模型库中找到与新问题匹配的历史问题, 将历史问题对应的知识迁移到新问题的求解过程中, 以提高种群的搜索效率.首先, 定义一种基于多分布估计的最大均值差异指标, 用来评价新问题与历史模型之间的匹配程度; 接着, 将相匹配的历史问题的知识迁移到新问题中, 给出一种基于模型匹配程度的进化种群初始化策略, 以加快算法的搜索速度; 然后, 给出一种基于迭代聚类的代表个体保存策略, 保留求解过程中产生的优势信息, 用于更新历史模型库; 最后, 将自适应骨干粒子群优化算法嵌入到所提框架, 给出一种基于相似历史信息迁移学习的骨干粒子群优化算法.针对多个改进的典型测试函数, 实验结果表明, 所提迁移策略可以加速粒子群的搜索过程, 显著提高算法的收敛速度和搜索效率.     

基于聚类和支持向量机的非线性时间序列故障预报

针对非线性时间序列故障预报问题,提出了一种基于聚类和支持向量机的方法．将正常的时间序列按照K-均值聚类算法进行聚类学习,同时利用支持向量机回归的时间序列预测算法获得预测序列,然后通过比较聚类所得的正常原型和预测序列的相似性实现故障预报．仿真结果表明:本文提出的方法更能满足实时性的要求,也更为准确．     

核聚类启发式转导SVM

传统转导支持向量机有效地利用了未标记样本,具有较高的分类准确率,但是计算复杂度较高。针对该不足,论文提出了一种基于核聚类的启发式转导支持向量机学习算法。首先将未标记样本利用核聚类算法进行划分,然后对划分后的每一簇样本标记为同一类别,最后根据传统的转导支持向量机算法进行新样本集合上的分类学习。所提方法通过对核聚类后同一簇未标记样本赋予同样的类别,极大地降低了传统转导支持向量机算法的计算复杂度。在MNIST手写阿拉伯数字识别数据集上的实验表明,所提算法较好地保持了传统转导支持向量机分类精度高的优势。     

微分进化自适应模糊C均值分割算法

模糊C均值（FCM）聚类算法分割图像时,对图像的背景噪声和聚类算法的初始值比较敏感,为了克服这个问题,进而提出了微分进化模糊[C]均值分割算法。为了避免陷入局部极值,首先使用FCM聚类初始化,接着用改进的FCM进行模糊聚类;然后进行初始化种群操作,设置微分进化DE算法的参数,计算种群中每个个体的适应值,最后对满足条件的适应值进行变异、交叉、选择操作。利用DE算法的全局搜索优化能力,有效抑制了局部极值的产生和图像的背景噪声、纹理细节对图像分割效果的影响。还克服了对初值选择敏感的问题,保证图像分割边界的完整性,是一个比较高效的方法,有效地提升了分割效果。DE算法本身具有简单,快速,鲁棒性好等优点,利用这些优点可以有效地克服FCM算法的缺点。     

基于搜索空间划分与Canopy K-means聚类的种群初始化方法

为了提高差分进化算法对搜索空间的探索与开发能力,提高差分进化算法的收敛性与算法的进化效率,提出一种基于搜索空间均匀划分与局部搜索和聚类相结合的种群初始化方法.该方法首先对决策变量空间进行均匀划分,并从各个子空间中随机选择一个个体,得到的个体能够覆盖整个搜索空间;然后,利用Hooke-Jeeves算法对各子空间进行局部搜索得到局部最优的个体,并结合改进的Canopy算法与K-means聚类算法,辨识搜索空间中的前景区域,以此为基础对局部搜索产生的局部最优个体进行筛选,最终生成初始种群中的个体.通过与其他种群初始化方法对CEC2017中5个测试函数进行实验对比,所提出的方法的运行时间可缩减为已有方法的0.75倍,适应度函数可减少为已有方法的0.03倍,且具有最小的标准差以及最优的收敛特性.     

基于代理模型的差分进化约束优化

针对耗时计算目标函数的约束优化问题,提出用代理模型来代替耗时计算目标函数的方法,并结合目标函数的信息对约束个体进行选择,从而提出基于代理模型的差分进化约束优化算法。首先,采用拉丁超立方采样方法建立初始种群,用耗时计算目标函数对初始种群进行评估,并以此为样本数据建立目标函数的神经网络代理模型。然后,用差分进化方法为种群中的每一个亲本产生后代,并对后代使用代理模型进行评估,采用可行性规则来比较后代与其亲本并更新种群,根据替换机制将种群中较劣的个体替换为备用存档中较优的个体。最后,当达到最大适应度评估次数时算法停止,给出最优解。该算法与对比算法在10个测试函数上运行的结果表明,该算法得出的结果更精确。将该算法应用于工字梁优化问题的结果表明,相较于优化前的算法,该算法的适应度评估次数减少了80%;相对于FROFI（Feasibility Rule with the incorporation of Objective Function Information）算法,该算法的适应度评估次数减少了36%。运用所提算法进行优化可以有效减少调用耗时计算目标函数的次数,提升优化效率,节约计算成本。     

An interactive genetic algorithm with the interval arithmetic based on hesitation and its application to achieve customer collaborative product configuration design

Complex product configuration design requires rapid and accurate response to customers’ demand. The participation of customers in product design will be a very effective solution to achieve this. The traditional interactive genetic algorithm (IGA) can solve the above problem to some extent by a computer-aided user interface. However, it is difficult to adopt an accurate number to express an individual's fitness because the customers’ cognition of evolutionary population is uncertain, and to solve the users’ fatigue problem in IGA. Thus, an interactive genetic algorithm with interval individual fitness based on hesitancy (IGA-HIIF) is proposed in this paper. In IGA-HIIF, the interval number derived from users’ evaluation time is adopted to express an individual's fitness, and the evolutionary individuals are compared according to the interval probability dominant strategy proposed in this paper. Then, the genetic operations are applied to generate offspring population and the evolutionary process doesn’t stop until it meets the termination conditions of the evolution or user manually terminates the evolution process. The IGA-HIIF is applied into the design system of the car console configuration, and compared to the other two kinds of IGA. The extensive experiment results are provided to demonstrate that our proposed algorithm is correct and efficient.     

望目特性连续型参数稳健设计遗传优化方法

针对一类可通过理论计算得到输出特性值的望目特性连续型参数稳健设计问题,提出了一种遗传进化方法。描述了研究的问题;提出了望目特性连续型参数稳健设计遗传进化方法的技术思路：以密集抽样取代离散化处理,以个体取代试验方案,以变化的种群取代固定的内表,通过遗传进化得到最优设计方案。提出并设计了一种望目特性连续型参数稳健设计遗传算法,阐述了算法的计算流程、个体编码、适应度、种群初始化、解码操作及遗传操作。通过案例分析验证了所提方法的有效性。     

TSK 模糊模型的协同进化学习方法

针对TSK模糊模型的学习是多约束和多目标优化问题，提出TSK模糊模型分解为两类不同的种群，协作共同进化的模型学习方法．论述了所涉及的相关问题，包括各种群的编码及其不同的进化计算，各种群个体的合作及其适应值评估策略，模型的后件参数估计方法．该方法要求先验知识少，收敛速度快，能形成简洁的模糊模型，最后以函数近似为例说明了该方法的有效性．     

一种求解约束优化问题的线性进化算法

提出一种基于实数编码处理约束优化问题的线性算法,并对其复杂度和收敛性进行分析.该算法将约束优化问题的高维搜索空间通过线性变换映射到二维空间,在二维空间中探索原优化问题的解,从数学分析的角度给出一种线性适应度函数.算法中融入一种基于密度函数的交叉算子和变异算法,采用基于分级聚类的平均联接方式以维持Pareto最优解集个体数目.3组典型优化问题的测试表明,该算法是可行和有效的,解集分布的均匀性与多样性均较理想.     

Large population size IGA with individuals’ fitness not assigned by user

User fatigue problem in traditional interactive genetic algorithms restricts the population size. It is necessary to maintain large population size in order to apply these algorithms to optimize complicated problems. We present a large population size interactive genetic algorithm with an individual’s fitness not assigned by the user in this paper. The algorithm divides a population into several clusters, and the maximum number of clusters is changeable with the evolution and the distribution of the population. A user only evaluates one representative individual in each cluster, and others’ fitness are estimated based on these representative ones. In addition, to assign a representative individual’s fitness, we record time when the user evaluates it satisfactory or unsatisfactory according to his/her sensibility, and its fitness is automatically calculated based on the time. Finally, we apply the proposed algorithm in a fashion evolutionary design system, and compare it with other two IGAs each of which has one aspect, including the population size and the evaluation method, the same as the proposed algorithm. The experimental results validate its efficiency.     

基于排序采样策略的差分演化算法

基于传统的差分演化,对其种群的内部结构进行调整,提出了一种基于个体适应度排序的种群设置策略。并通过个体采样方式来选择个体参与变异步骤,结合优胜劣汰的选择策略,提出了基于个体排序的采样差分演化算法。通过优化测试函数的仿真试验,与传统差分演化算法和粒子群算法相比较,基于排序的采样差分演化算法在收敛速度和鲁棒性等方面有较好的优势。