改进差分进化算法在可靠性冗余分配问题中的应用

提出一种改进差分进化算法(IDE),以解决系统可靠性冗余分配问题.在罚函数法的基础上,对约束处理方法进行改进. 新约束处理方法在搜索过程中不需要在每一步都计算惩罚函数值,加快了寻优速度.具有良好的通用性,可以引入到其他智能优化算法中.将改进的算法用于求解4类典型的系统可靠性冗余分配问题,实验结果表明了所提出的改进算法具有很好的寻优精度和收敛速度.     

差分型复杂过程全局进化方法

复杂过程全局进化算法是一种具有类似分散搜索的通用框架结构,能够高效完成全局搜索的新型进化算法。在该算法的基础上,提出了差分型复杂过程全局进化算法。差分型算法采用拉丁超立方体抽样生成多样性种群,并应用“最小欧几里德距离的最大值法”产生参考集Refset2,以保证参考集的多样性。采用差分变异和交叉策略替代原算法的线性合并,兼顾算法的收敛速度和种群的多样性。应用Nelder-Mead直接搜索法进行局部搜索,防止搜索过程在局部最优点附近反复。仿真结果表明差分型复杂过程全局进化算法,具有较高的搜索效率。     

基于混合双种群差分进化的电力系统经济负荷分配

针对电力系统经济负荷分配本质上的非线性约束优化问题,提出一种双种群混合差分进化算法.采用两个种群且以较小的计算量实现目标函数的寻优并保持解的可行性,同时引入单纯型法来提高算法的局部搜索能力.基于典型算例对该算法的进化行为进行测试,并通过仿真和比较验证了所提出算法的有效性.     

基于差分进化算法的认知无线电频谱分配

针对认知无线电系统中认知用户分配可用频谱问题,提出基于差分进化算法的认知无线电频谱分配算法。利用差分算法设置参数少、寻优能力强、不易于陷入局部最优等特点,得到可以使认知用户平均系统效益最大化的频谱分配方案。仿真结果表明,提出的算法不仅提高了用户平均系统效益,而且缩短了运行时间,提高了频谱分配效率。     

基于快速自适应差分进化算法的电力系统经济负荷分配

提出一种求解复杂电力系统经济负荷分配问题的快速自适应差分进化算法(FSADE).从矢量运算角度对变异算子进行分析,提出了一种改进的变异算子,大大提高了算法的收敛速率.根据个体的进化过程,引入自学习机制,对个体的变异和交叉概率常数进行自适应地调整,提高了算法的鲁棒性.3个不同规模的算例仿真结果表明,与其他4种典型智能优化算法相比, FSADE具有更好的计算精度和计算速度,是一种求解电力系统经济负荷分配问题的有效方法.     

基于改进差分进化鲸鱼算法的经济负荷分配

针对电力系统经济负荷分配这一典型的非凸、非线性、组合优化问题,提出一种将改进差分进化算法和鲸鱼算法相结合的优化算法。该算法首先在鲸鱼优化算法中引入了非线性的收敛变化策略,加速寻优算法的迭代;再利用差分进化算法的交叉和选择,丰富算法种群个体信息,增强优化算法的全局收敛性;同时引入一种淘汰机制,将适应度较好的个体信息更快地保留用于下一次鲸鱼优化算法的迭代,提高了求最优解的速度和精度;最后,对多个经济负荷分配问题进行了测试,将该算法与标准鲸鱼算法、标准差分进化算法进行对比,验证了差分进化鲸鱼算法可以更合理地配置电力系统的经济负荷,能够有效找到可行解,避免陷入局部最优,能实现经济负荷的合理分配。     

基于参数动态调整的多目标差分进化算法

针对多目标差分进化算法最优解难以获取的问题,提出一种基于参数动态调整的多目标差分进化(AMODE)算法.AMODE算法通过设计变异率和交叉率的自适应调整策略,实现进化过程中变异率和交叉率的动态调整,均衡多目标差分进化算法的局部搜索能力和全局探索能力,获得收敛性、多样性和均匀性较好的最优解.实验结果表明,基于参数动态调整的AMODE算法能够有效改善多目标差分进化算法的逼近能力(IGD)和均匀性(SP),具有较好的优化效果.     

采用改进差分进化算法的防空导弹火力分配

针对目前采用差分进化算法求解防空导弹火力分配问题需要人工确定惩罚系数,从而增大模型建立复杂性的问题。采用一种处理约束条件的改进差分进化算法求解该问题;该方法在解是否可行的基础上采用三种选择准则用于搜索可行解区域,并增加了一个整数变量用于保存整数解。实例结果表明,与采用惩罚函数的方法相比,该方法在同等的求解效率下,能够获得较好的最优值。由于该方法不用人为确定惩罚系数,减少了模型的确定难度和时间,可用于求解火力分配问题。     

基于新变异策略的动态自适应差分进化算法

针对差分进化算法在复杂优化问题求解时后期收敛速度慢、易陷入局部最优和参数设置繁琐等问题,提出一种基于新变异策略的动态自适应差分进化算法p-ADE.首先,新变异策略中通过利用种群的全局最优解和目标个体的历史最优解引导种群搜索方向,为下一代个体的生成引入更多有效的方向性信息,避免差分向量中个体随机选择导致的搜索盲目性.其次,为加快收敛速度、提高算法稳定性、避免参数设置的繁琐与不精确,提出一种参数动态自适应调整策略,动态平衡算法局部搜索与全局搜索间的关系,有效调节个体在进化过程中的变异程度.在10个Benchmark函数上的实验结果表明,p-ADE相对于多种先进DE优化策略和全局优化算法在收敛精度、速度和鲁棒性上均具有明显优势.     

基于体系结构的软件可靠性指标分配方法研究

为提高软件可靠性分配的合理性和工程实用性,对现有的各种软件可靠性分配技术与方法进行深入分析和总结,提出了基于体系结构的软件可靠性指标分配方法.该方法利用离散马尔科夫链状态模型(DTMC)表示软件系统可靠性与各构件可靠性之间的关系,从而建立了考虑体系结构的软件可靠性分配模型;利用灵敏度分析各构件对系统可靠性指标的影响程度.实验结果表明了该方法较传统分配方法更有效.     

基于软件架构的可靠性分配算法

研究软件可靠性分配中的软件开发成本最小化问题.将软件系统的成本最小化问题表达为一类带约束条件的组合优化问题,并且提出了基于架构的软件可靠性与开发成本评估及分配思想,建立了基于软件架构的可靠性-成本模型,提出了基于该模型的可靠性最优分配算法.该算法可以求解在给定可靠性目标前提下的可靠性分配问题,使得软件系统预期开发成本最小.     

基于软件体系结构和广义差分进化的测试资源动态分配算法

测试资源分配是软件测试中的一个基础问题,然而已有研究大都针对并串联模块软件模型而鲜有涉及体系结构软件模型。为此,首先针对可靠性和错误数动态变化的测试环境,构建了一种基于体系结构的多阶段多目标测试资源分配模型。然后基于参数重估计、种群重新初始化、广义差分进化和归一化加权求和设计了一种面向动态可靠性和错误数的多阶段多目标测试资源分配算法。最后,在仿真实验中,与已有的归一化加权求和多目标差分进化（WNS-MODE）算法进行对比,所提算法在不同结构的体系结构软件模型实例上所获解集更优,容量值提高了约16倍,覆盖值提高了约84个百分点,超体积提高了约6倍。实验结果表明,所提算法能够更好地适应可靠性和错误数的动态变化,可为体系结构软件模型的动态测试提供更多和更优的测试资源分配方案。     

网络结构的软件系统可靠性分配方法

针对网络结构的软件系统,通过构造软件系统的ANP结构,结合用户和程序员的观点,对超矩阵的构造进行了改进,提出基于改进型ANP的模块重要度评估方法。以软件实用性最大化为目标函数、以可靠性下限和开发费用为约束条件,建立了可靠性分配模型。并以某工厂实力信息管理系统为例,对算法进行了验证。     

基于包含度理论的软件可靠性多模型综合动态预计

针对软件可靠性工程领域中存在的不同模型预计相同软件可靠性结果不一致、同一软件的失效过程本身不能用单个模型描述的问题,提出了基于包含度理论的软件可靠性多模型综合动态预计方法。首先定义了基于包含度理论的属性重要度,并给出了一种选择包含度函数的方法,然后给出了软件可靠性多模型综合动态预计的步骤。该方法综合了各种可靠性模型的特点(优点),动态地改变各分模型的权重,使不同类型和特性的模型互相补偿,较好地解决了软件工程中的实际问题。最后通过实例分析验证了该方法的有效性。     

基于未确知聚类的软件可靠性模型研究

软件可靠性是软件质量的重要指标之一。传统的软件可靠性模型通过一些精确、无歧义的假设,对软件的可靠性增长行为进行抽象和简化。将未确知理论与聚类方法结合起来应用于软件可靠性的研究中,摆脱了对软件故障过程的各种分布假设,改善了模型应用中的不一致问题。最后通过实例对新算法和传统算法进行了比较与分析。     

动态可靠性约束的多阶段测试资源分配研究

为满足测试资源分配过程中用户对软件可靠性的需求,构建一种动态可靠性约束的多阶段多目标测试资源分配模型DRC-MSMOTRA。从理论上分析不同阶段满足可靠性约束的测试时间下限并设计相应的种群初始化策略,结合参数估计、加权归一化方法和多目标差分进化,提出一种动态可靠性约束的多阶段多目标测试资源分配算法MS-DRC-GDE3。实验结果表明,与MSMOTRA模型相比,DRC-MSMOTRA模型在2种不同规模的软件系统上所获解的覆盖值分别提高约62和59个百分点,与MS-GDE3算法相比,MS-DRC-GDE3算法在2种软件系统上所获解的覆盖值分别提高约69和80个百分点,即所提模型和算法能够根据用户对可靠性的需求来为用户提供更多更优的测试资源分配方案。     

基于用户可靠性的众包系统任务分配机制

针对现有研究对众包系统中用户可靠性考虑不足的问题,假设每个用户针对不同类型任务具有不同的可靠性,并在此基础上设计了一种基于用户可靠性的众包系统任务分配机制。首先,以任务发布者的收益最大化为优化目标,利用贪心技术,设计了一种高效的任务分配机制,即每次选择一个能带来最大收益的任务分配方案;其次,设计了一种基于历史信息的用户可靠性更新机制,用户可靠性的更新由用户历史可靠性和当前完成任务的质量两部分决定,并将支付给用户的最终报酬与用户的可靠性挂钩,以激励用户持续高质量地完成任务;最后,从任务发布者的总效益、任务完成率和用户可靠性三个方面分析设计机制的有效性。实验结果显示,与ProMoT方法相比,所提出的方法在有效性和可行性方面均有较好的表现,并能够提升任务发布者的总效益约16%,同时可以解决现有方法中的用户不可靠问题,提高了众包系统的可靠性和任务发布者的总收益。     

一种改进的发动机曲柄连杆机构的可靠性分配算法

为了对发动机曲柄连杆机构的可靠性进行更合理的分配,提出了一种改进的可靠性分配算法。在对曲柄连杆机构进行可靠性分析的基础上,根据可靠性工程中可靠性成本函数的规律,构建了发动机曲柄连杆机构的可靠性预估成本函数,建立了曲柄连杆机构可靠性的分配模型,并根据可靠性与成本的微分性质,构建了以重要度最大单元为搜索单元逐步迭代的算法,该算法简单、易用。最后结合一个实例,验证了模型和方法的有效性与可行性。