一种自适应相位旋转的二进制量子蚁群算法

基于量子进化理论以及蚂蚁群体的寻优策略,结合一种二进制量子蚁群算法,提出了一种自适应相位旋转的二进制量子蚁群算法（Binary Quantum Ant Colony Optimization Algorithm,BQACO）。该算法采用量子比特概率幅表示蚁群信息素,利用伪随机选择策略实现蚂蚁的位置移动,通过自适应相位旋转以及变异操作,实现蚂蚁信息素的动态更新,并有效降低算法早熟收敛概率。通过标准测试函数对其优化性能进行研究,该算法在函数优化的全局寻优能力和快速搜索能力上,均优于二进制量子蚁群算法和连续量子蚁群算法。     

求解旅行商问题的改进型量子蚁群算法

针对传统量子蚁群算法在求解TSP时容易陷入局部最优以及收敛速度较慢,提出了一种求解旅行商问题的改进型量子蚁群算法（IQACA）。该算法设计了一种新信息素挥发因子的自适应动态更新策略,对信息素进行动态更新;并采用一种新的量子旋转门对量子概率幅值的收敛趋势进行改变。通过三个基本函数极值优化仿真与传统量子蚁群算法进行对比,证明算法性能较优。基于TSPLIB的仿真实验与其他几种算法进行比较,结果表明,算法具有较快的收敛速度,提高了解的全局性,有效避免了算法陷入局部最优。     

求解TSP的新量子蚁群算法

鉴于蚁群算法（ACA）在求解TSP时表现出的优越性,以及量子进化算法（QEA）在求解组合优化问题时表现出的高效性,将ACA与QEA的算法思想进行融合,提出一种新的求解TSP的量子蚁群算法。该算法对各路径上的信息素进行量子比特编码,设计了一种新的信息素表示方式,即量子信息素;采用量子旋转门及最优路径对信息素进行更新,加快算法收敛速度;为了避免搜索陷入局部最优,设计了一种量子交叉策略,以改善种群信息结构。仿真实验结果表明了该算法具有较快的收敛速度和全局寻优能力,性能明显优于ACS。     

双链量子蚁群系统及应用

针对现有量子蚁群算法构造、更新两条信息素链,但只选择一条链进行寻优操作的问题,提出了一种双链量子蚁群系统。该算法采用余弦和正弦双链蚂蚁寻优构造解空间,针对不同链上蚂蚁的特征构造了不同的路径选择策略;定义了信息素量子比特相位角的范围和量子信息素最大最小区间,给出了基于量子旋转门的量子信息素挥发与增强策略,运用了一种信息素的平滑机制以提高算法的性能;最后结合TSP算例对算法进行验证、比较与分析,仿真结果表明双链量子蚁群系统具有算法稳定、寻优能力强的特点。     

求解旅行商问题的混合量子蚁群算法

针对蚁群算法求解旅行商问题时易陷入局部最优和收敛速度慢的问题,提出一种新的求解旅行商问题的混合量子蚁群算法。该算法采用量子比特的概率幅对各路径上的信息素进行编码,采用量子旋转门及蚂蚁走过的路径对信息素进行更新,设计一种新的变换邻域准则。基于TSPLIB的仿真实验结果表明了该算法具有较快的收敛速度和求解精度。     

求解TSP的改进量子蚁群算法

将量子群进化算法(QEA)与蚁群系统(ACS)进行融合,提出一种新的量子蚁群算法(QACA).该算法的核心是在蚁群系统(ACS)中引入量子算法中的量子的态矢量和量子旋转门来分别表示和更新信息素.该算法在全局寻优能力和种群多样性方面比蚁群算法有所改进,并结合TSP,对算法进行了测试,得到了与现有文献结果相同或更好的解,表明该算法是求解TSP的一种有效的算法.     

一种改进的量子蚁群算法及其应用

将量子群进化算法（QEA）与蚁群系统（ACS）进行融合,提出一种新的量子蚁群算法（QACA）。该算法的核心是在蚁群系统（ACS）中引入量子算法中的量子的态矢量和量子旋转门来分别表示和更新信息素,从而在全局寻优能力和种群多样性方面比蚁群算法有所改进。结合旅行商问题（TSP）,对算法进行了测试,得到了与现有文献结果相同或更好的解,表明该算法具有较强的问题求解能力。     

量子谐振子蚁群算法

通过分析目前蚁群算法存在的问题和改进算法的优点,发现量子谐振子系统物理特性能够保证算法最终的收敛性.通过量子谐振子高能态到低能态的转变过程和信息素的增加过程相对应,从而更新信息素,在物理上给算法提供了理论依据.通过量子旋转门改变城市转移规则,通过泡利矩阵变异使蚂蚁有更广阔的空间.综合量子谐振子以上的优点,提出了量子谐振子蚁群算法,并在旅行商问题(TSP)上取得了较好的寻优路径.     

面向工业设备监测网络的量子蚁群多目标路由算法

在面向MRO的工业现场设备管理中,监测数据通过无线传感器网络采集和传输,需同时满足网络寿命与数据传输质量的要求,传统的基本蚁群路由算法,不仅容易陷入局部最优和收敛速度慢?而且只有节点能耗或者传输距离的单一目标,提出基于量子蚁群优化的多目标路由算法:用量子比特表示信息素,并引入能耗、实时性和负载均衡多目标作为适应性函数,用量子比特旋转门反馈控制全局信息素更新。通过仿真分析和应用于一个实际现场的无线传感器网络,验证了这种算法能加快算法收敛速度和增加蚂蚁种群的多样性,从而跳出局部收敛,同时这种算法能兼顾网络寿命和数据传输质量。     

求解连续空间优化问题的量子蚁群算法

针对蚁群算法只适用于离散优化问题的局限件和收敛速度慢的问题,提出了求解连续空间优化问题的量子蚁群算法.该算法每只蚂蚁携带一组表示蚂蚁当前位置信息的量子比特;首先根据基于信息素强度和可见度构造的选择概率,选择蚂蚁的前进目标;然后采用量子旋转门更新蚂蚁携带的量了比特,完成蚂蚁的移动;采用量子非门实现蚂蚁所在位置的变异,增加位置的多样性;最后根据移动后的位置完成蚁群信息素强度和可见度的更新.该算法将量子比特的两个概率幅部看作蚂蚁当前的位置信息,在蚂蚁数日相同时,可使搜索空间加倍.以函数极值问题和神经网络权值优化问题为例,验证了算法的有效性.     

物流配送路径优化问题求解的量子蚁群算法

物流配送路径优化是一类实用价值很高的NP完全难题,针对传统启发式优化算法搜索速度慢、易陷入局部最优解的缺点,提出了一种量子蚁群算法的物流配送路径优化方法（QACA）。在物流配送路径优化问题分析的基础上建立相应的数学模型,通过量子蚁群算法对其进行求解,对各路径上的信息素进行量子比特编码,采用量子旋转门及最优路径对信息素进行更新,对QACA的性能进行仿真测试。仿真结果表明,QACA具有较强的全局搜索能力和收敛速度,可以有效解决物流配送路径问题。     

基于量子蚁群算法的建筑消防疏散路径规划

摘要：针对现在大空间建筑消防应急疏散问题,在火灾发生时,为撤离人群提供一条从危险区域到安全地带的最短安全路线。对疏散路径优化进行了研究,提出一种融合量子进化算法的改进蚁群算法用于消防疏散路径规划,用量子比特表示信息素,量子旋转门反馈控制信息素更新,即能体现量子并行计算的高效性,又能拥有蚁群算法较好的寻优能力。通过三个基准函数优化仿真与传统量子进化算法进行对比,证明算法较优的性能。再通过路径优化的仿真实验与经典蚁群算法进行比较,结果表明,算法能够有效避免陷入局部最优和拥有更快的收敛速度,在疏散路径规划中更为有效。     

基于量子蚁群算法的带约束QoS多播路由

针对带约束服务质量多播路由在带宽、延迟等方面的需求,提出一种基于量子蚁群算法的多播路由优化方法。该方法结合量子计算和蚁群算法的特性,采用量子比特的概率幅表示蚂蚁当前位置信息,设计一种动态调整旋转角策略对蚂蚁信息素进行更新,使蚂蚁能够快速寻找到满足约束的可行路径,并避免陷入局部最优。仿真实验结果表明,该算法在寻优能力和收敛速度上表现较好。     

基于量子蚁群算法的数据库连接查询优化

连接查询优化是提高数据库性能的关键技术,针对数据库连接查询优化效率低的难题,提出一种量子蚁群算法的数据库连接查询优化方法（QACA）.首先,将数据库连接查询计划左深树看作一个蚂蚁,然后,利用量子旋转门更新各路径信息素,并利用混沌变异策略保持种群多样性,通过蚂蚁之间的信息交流找到数据库连接查询最优计划,最后,进行数据库连接查询优化实例分析.结果表明,QACA是解决数据库连接查询优化的有效途径,获得理想的数据库连接查询计划,具有实际意义.     

结合ABC算法动态分级的双蚁态蚁群算法

针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优等问题，结合人工蜂群算法的分级思想，提出动态分级的双蚁态蚁群算法。根据适应度不同，将蚁群划分为寻优蚁和侦查蚁，并执行不同加权系数的动态信息素更新策略：寻优蚁负责较优路径的搜索，执行较大权重的信息素更新策略，以增强其导向性，提高算法收敛速度。侦查蚁则负责探索非较优路径，发现其他更优解，以保证算法多样性。然后，每次迭代结束则两类蚂蚁进行优良解交换，以提高解的质量。以旅行商问题为例，将其与经典蚁群算法、最新蚁群改进算法以及其他最新优化算法进行对比，其表现皆更优。     

蚁群算法在P2P搜索中的应用研究

为了提高P2P网络中资源的搜索效率,蚁群算法被广泛应用于P2P网络的搜索中。但P2P网络中搜索的是大量不同的文件,不同于蚂蚁寻找的单一食物,目前的研究较少考虑到这方面的不同。基于此在应用基本蚁群算法的基础上,引入合成信息素的概念,提出了合成信息素的提取策略,并编程进行了模拟仿真。实验结果表明相比洪泛和基本蚁群算法,可提高查找的结果数并降低网络中产生的消息包总数。因此在蚁群算法中引入合成信息素可有效提高P2P网络的查找效率,进而提高网络的性能。