求解需求可拆分车辆路径问题的改进的金字塔演化策略

为了更加合理地求解需求可拆分的车辆路径问题（SDVRP）,克服传统先路径后优化两阶段的求解方法容易陷入局部最优的缺点,以及解决智能优化算法在优化阶段未能将竞争与协作有机地融合为一体的问题,以配送路径最短和配送车辆最少为优化目标,提出了一种改进的金字塔演化策略（IPES）。首先,以金字塔为基础,提出了求解SDVRP的编码、解码方式以及层级间的协作策略;其次,根据遗传算法的随机、“适者生存”的高度并行、自适应等特点,以及金字塔结构各层分工不同,设计了一种适合SDVRP的自适应邻域算子,使得算法能够快速收敛到最优;最后,得到最优解。相较于分段求解算法、聚类算法、粒子群算法、人工蜂群算法、禁忌搜索算法,四个仿真实验的结果表明,在求解各案例的最优路径时,所提IPES的求解精度分别至少提升了0.92%、0.35%、3.07%、9.40%,验证了在求解SDVRP时,IPES具有良好的性能。     

求解0-1背包问题的混合贪婪遗传算法

求解0-1背包问题（KP）的最优解的时候,传统遗传算法（GA）的局部求精能力不足而简单局部搜索算法的全局探索能力有限,针对上述问题,将这两个算法整合并提出了混合贪婪遗传算法（HGGA）。在GA全局搜索框架下增加局部搜索模块,并改进传统仅基于物品价值密度的修复算子,增加基于物品价值的贪婪混合选项,从而加速寻优过程。HGGA一方面引导种群在进化的优质解空间中展开精细搜索,另一方面依靠GA的经典操作算子开拓全局搜索空间,从而达到算法求精能力和开拓能力的良好平衡。HGGA分别在三组数据上做了测试,结果表明在第一组15个测试用例中的12个上,HGGA能够百分百找到最优解,成功率达到80%;在第二组小规模数据集上,HGGA的性能明显好于其他同类GA和其他元启发算法;在第三组大规模数据集上,HGGA较其他元启发式算法具有更好的稳定性和高效性。     

基于改进遗传算法的无人机路径规划

针对传统遗传算法收敛速度慢、容易陷入局部最优、规划路径不够平滑、代价高等问题,提出了一种基于改进遗传算法的无人机（UAV）路径规划方法,该算法对遗传算法的选择算子、交叉算子和变异算子进行改进,从而规划出平滑、可飞的路径。首先,建立适合UAV田间信息获取的环境模型,并考虑UAV的目标函数与约束条件以建立适合本场景的更为复杂、精确的数学模型;然后,提出了混合无重串选择算子、非对称映射交叉算子和启发式多次变异算子,寻找最优路径以及扩大种群搜索范围;最后,采用三次B样条曲线对规划出的路径进行平滑,得到平滑的飞行路径,并且减少了算法的计算时间。实验结果表明,与传统遗传算法相比,所提算法的代价值降低了68%,收敛迭代次数减少了67%;相较蚁群优化（ACO）算法,其代价值降低了55%,收敛迭代次数减少了58%。通过大量对比实验得出,当交叉率的值为（1/染色体长度）时,算法的收敛效果最好。在不同环境下进行算法性能测试,结果表明所提算法具有很好的环境适应性,适合于复杂环境下的路径规划。     

混沌精英哈里斯鹰优化算法

针对哈里斯鹰优化（HHO）算法存在的收敛精度低、收敛速度慢、易于陷入局部最优的不足,提出了一种混沌精英哈里斯鹰优化（CEHHO）算法。首先,引入精英等级制度策略,以充分利用优势种群来增强种群多样性以及提升算法收敛速度和精度;其次,利用Tent混沌映射调整算法关键参数;然后,使用一种非线性能量因子调节策略来平衡算法的开发与探索;最后,使用高斯随机游走策略对最优个体施加扰动,并在算法停滞时,利用随机游走策略使算法有效跳出局部最优。通过对20个基准测试函数在不同维度下进行仿真实验,来评估算法的寻优能力。实验结果表明,改进算法的表现优于鲸鱼优化算法（WOA）、灰狼优化（GWO）算法、粒子群优化（PSO）算法和生物地理优化（BBO）算法,性能较原始HHO算法有明显提升,验证了改进算法的有效性。     

基于余弦相似度的改进蝴蝶优化算法

针对蝴蝶优化算法（BOA）容易陷入局部最优和收敛性差等问题,提出一种多策略改进的蝴蝶优化算法（MSBOA）。首先引入余弦相似度位置调整策略,通过旋转变化算子和伸缩变换算子进行位置更新,从而有效地保持BOA的种群多样性;其次引入动态切换概率,来平衡BOA局部阶段和全局阶段的转换;最后增加混合惯性权重策略,以提高BOA的收敛速度。使用16个基准测试函数、Wilcoxon检验以及部分CEC2014函数来验证MSBOA的有效性和鲁棒性。仿真实验结果表明,与BOA和其他改进策略BOA及其他群智能算法相比,MSBOA在收敛精度和收敛速度上有明显的提升。     

三种近似算子之间的关系

在广义近似空间中,可以从对象、知识粒以及子系统的角度构造3种不同类型的广义粗糙近似算子。文中研究了这些近似算子的基本性质与相互关系,给出了3类近似算子相同的充要条件。另外,不同的近似空间可能生成相同的基于知识粒及基于子系统的近似算子,文中给出了不同二元关系生成相同近似算子的一些充要条件。     

区间Pythagorean犹豫模糊连续熵及灰色关联度的应用

区间Pythagorean犹豫模糊集,可以更加全面完整地描述决策者给出的决策结果,因此它是一个表示不确定现象的强有力的工具。针对模糊信息下的决策问题,提出了一种基于区间Pythagorean犹豫模糊连续熵的多属性决策方法。提出连续区间Pythagorean犹豫模糊有序加权平均（CIPHFOWA）算子,并提出了区间Pythagorean犹豫模糊连续熵,同时给出了属性权重完全未知和部分已知时的权重确定方法;提出了一种基于区间Pythagorean犹豫模糊连续熵-灰色关联度的多属性决策方法,并通过新型农村医疗制度完善情况评价案例说明该方法的可行性和有效性。     

基于犹豫模糊决策算法的云制造系统选择研究

云制造系统的选择评价是云制造管理中的重要研究课题。针对复杂的云制造系统评价问题,构建了基于信息集成算子和一致性提升算法的犹豫模糊互补判断矩阵（HFCJM）决策模型。由于现有的犹豫模糊加权平均算子存在不能满足幂等性的不足,提出了一种改进的犹豫模糊加权平均（I-HFWA）算子,并验证其满足幂等性这一重要性质;研究了完全乘性一致HFCJM的构造方法,并引入一致性指数概念来衡量HFCJM的一致性水平;建立了基于犹豫模糊决策算法的云制造系统选择模型,并分析了决策模型在每次迭代过程中的信息损失量、一致性水平提高程度、计算复杂度以及模型的收敛性。采用案例进行验证分析。实验结果表明,相对于对比模型,犹豫模糊决策算法在可靠性和有效性上更优。     

基于改进NSGA-II的车间排产优化算法研究

针对NSGA-II算法在处理车间排产优化问题中出现的子代种群多样性差、收敛能力差等问题,提出了一种改进NSGA-II的车间排产优化算法。改进NSGA-II算法主要对传统NSGA-II算法的交叉和变异环节,提出新的改进自适应交叉和变异算子,通过对个体拥挤度与种群平均拥挤度进行对比,并结合种群迭代进化过程,将遗传概率与种群个体及种群进化迭代次数关联,避免盲目导向性,提高种群的收敛速度;提出新的均匀进化精英保留策略,通过自适应分层次选取种群个体,解决子代种群多样性差的问题。针对车间排产问题,选择“最大化最小交货提前期”和“最小化最大理想加工时间偏差”作为目标函数,运用改进NSGA-II算法进行实际工程的仿真分析,对比改进前后算法优化的结果,验证了算法的有效性,同时证明了其应用于实际生产排产调度问题的价值参考性。     

基于改进鲸鱼算法的工控系统入侵检测研究

针对工控入侵检测模型训练时间长、检测率低的问题,文章提出一种改进的鲸鱼算法(IWOA)来优化SVM入侵检测模型中的参数。改进的鲸鱼算法首先引入AFSA的自适应步长和拥挤度因子,加快全局收敛速度,避免种群位置过度拥挤导致的算法早熟现象;其次,在局部搜索中加入高斯变异算子使算法跳出局部最优区域。将IWOA运用到SVM入侵检测模型参数寻优,对工控系统天然气管道数据集进行仿真,仿真结果表明,该模型检测正确率和检测速度明显提高。