混合柯西变异和均匀分布的蝗虫优化算法

由于位置更新公式存在局部开发能力较强而全局探索能力较弱的缺陷,导致蝗虫优化算法(GOA)易陷入局部最优以及早熟收敛,对此,提出一种混合柯西变异和均匀分布的蝗虫优化算法(HCUGOA).受柯西算子和粒子群算法的启发,提出具有分段思想的位置更新方式以增加种群多样性,增强全局探索能力;将柯西变异算子与反向学习策略相融合,对最优位置即目标值进行变异更新,提高算法跳出局部最优的能力;为了更好地平衡全局探索与局部开发,将均匀分布函数引入非线性控制参数c,构建新的随机调整策略.通过对12个基准函数和CEC2014函数进行仿真实验以及Wilcoxon秩和检验的方法来评估改进算法的寻优能力,实验结果表明,HCUGOA算法在收敛精度和收敛速度等方面都得到极大的改进.     

基于混沌“微变异”自适应遗传算法

遗传算法可以较好地解决复杂的组合优化问题,但也存在两方面不足:一是搜索效率比其他优化算法低;二是容易过早收敛,陷入局部最优.对此,提出一种混沌“微变异”遗传算法.利用混沌优化算法具有随机性和遍历性的特点,解决遗传算法容易陷入局部最优解的早熟问题,使得新算法同时具有较强的局部搜索能力和完成全局寻找最优解的能力.同时,对遗传算法的选择算子增加了混沌扰动,对交叉算子和变异算子进行自适应调整,对适应度函数进行改进,使遗传算法整体性能得到提高.最后,通过经典函数验证表明,混沌“微变异”遗传算法比一般的混沌遗传算法和经典遗传算法的进化速度更快,搜索精度更高.     

基于改进型灰狼算法的RFID网络规划

随着物联网技术的飞速发展,射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统因具有非接触、快速识别等优点而成为了解决物联网问题的首选方案。RFID网络规划问题要考虑多个目标,被证明是多目标优化的问题。群体智能(Swarm Intelligence,SI)算法在解决多目标优化问题方面得到了广泛的关注。文中提出了一种改进型灰狼算法(Improved Grey Wolf Optimizer,IGWO),利用高斯变异算子和惯性常量策略来实现RFID网络规划。通过建立优化模型,在满足标签100%覆盖率、部署更少的阅读器、避免信号干扰、消耗更少的功率4个目标的基础上,将所提算法与粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、帝王蝶算法(Monarch Butterfly Algorithm,MMBO)进行了对比分析。实验结果表明,灰狼算法在RFID网络规划时表现更优异,在相同的实验环境下,相较于其他算法,IGWO的适应度值比GA提高了20.2%,比PSO提高了13.5%,比MMBO提高了9.66%;并且覆盖的标签数更多,可以更有效地求出最优化方案。     

基于高斯-柯西变异的帝国竞争算法优化

为解决帝国竞争算法(Imperial Competitive Algorithm,ICA)竞争过程中收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出了一种基于高斯-柯西变异的帝国竞争算法(Imperial Competitive Algorithm Based on Gauss-Cauchy Mutation,GCICA).在ICA帝国竞争时引入高斯变异,加快竞争过程中的收敛速度;帝国灭亡后多样性减少且仅在小范围区域内进行寻优,引入柯西变异,使其跳出局部最优.分析引入高斯、柯西、高斯-柯西变异后的算法在多个典型基准测试函数上的仿真结果,GCICA的收敛速度和寻优精度都得到了提升.     

融合云模型和反向学习的克隆选择算法

为了进一步改善高维对象优化时免疫克隆算法的种群多样性,提高算法全局优化能力和搜索效率,提出了融合云模型和反向学习的克隆选择算法。引入云模型概念,使用正向云发生器产生云变异因子,进而对克隆后种群进行变异;利用反向学习策略,对变异前后的种群求反向解,进而实现种群抗体选择;通过马尔可夫链理论证明了算法收敛性。六组高维函数测试结果表明,与差分遗传算法、免疫遗传算法和自适应混沌克隆选择算法相比,该算法实现了100%的寻优,且最小收敛代数、平均收敛代数及迭代代数标准差分别平均减少33.7%、19.8%、29.1%,从而验证了其强优化能力、高搜索效率和好稳定性。     

融合黄金正弦混合变异的自适应樽海鞘群算法

针对基本樽海鞘群算法收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优的缺点,提出了一种融合黄金正弦混合变异的自适应樽海鞘群算法AGHSSA（Adaptive Salp Swarm Algorithm with Golden Sine Algorithm and Hybrid Mutation）。该算法引入了自适应变化的权重因子以加强精英个体的引导作用,提升收敛速度与精度。通过黄金正弦算法优化领导者位置更新方式,增强算法的全局搜索和局部开发能力。融合邻域重心反向学习与柯西变异对最优个体位置进行扰动,提升算法跳出局部最优的能力。通过对12个基准测试函数进行仿真实验来评估改进算法的寻优能力,实验结果表明,改进算法能显著提升寻优速度和精度,并且具备较强的跳出局部最优的能力。     

混合策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法存在的迭代过程中种群多样性减少且容易陷入局部最优以及收敛速度慢等问题,提出混合策略改进的麻雀搜索算法（MSSSA）。利用Circle映射初始化麻雀个体位置,增加初始种群的多样性。结合蝴蝶优化算法（BOA）中蝴蝶飞行方式,改进发现者的位置更新策略,增强算法全局探索能力。采用逐维变异方法对个体位置进行扰动,提升算法跳出局部最优的能力。在仿真实验中与4种基本算法和5种改进算法基于10个基准测试函数进行比较并进行Wilcoxon秩和检验,结果表明所提算法具有更好的收敛性和求解精度,全局寻优能力得到大幅提升。     

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。     

基于滑动偏相关法的水文气象序列变异诊断

选取塔里木河流域源流区叶尔羌河与和田河1960—2015年逐月实测径流资料及同步气象观测资料,对研究区水文气象要素序列演变规律进行了分析,运用Pearson相关系数法分析径流与气象要素(气温、降水)的相关性,将偏相关系数法与数据滑动窗口技术相结合进行水文气象要素联合序列的变异诊断,并采用双累计曲线法进行了验证。结果表明:①叶尔羌河年径流量以2.24亿m~3/10 a的速率显著增大,未来将持续呈增大趋势;年降水量以6.70 mm/10 a的速率显著增大,未来将呈持续增大趋势;年均气温以0.29℃/10 a的速率显著升高,未来呈持续升高趋势。②和田河年径流量以1.25亿m~3/10 a的速率显著增大,未来将呈增大趋势;年降水量以3.24 mm/10 a的速率增大,未来呈持续减小趋势;年均气温以0.42℃/10 a的速率显著升高,未来呈持续升高趋势。③叶尔羌河与和田河年径流量均与夏季气温的相关系数最大,表明研究区气温升高导致冰川融雪增加,间接影响了塔里木河流域源流区河流的径流量变化。④叶尔羌河与和田河的径流—气温关系均发生了1次变异,其中叶尔羌河的变异点为1997年,和田河为1995年。