融合互利共生和透镜成像学习的HHO算法

针对哈里斯鹰优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种融合互利共生和透镜成像学习的哈里斯鹰优化算法(improved Harris hawks optimization,IHHO).利用Tent混沌映射初始化种群,增加种群多样性,提高算法寻优性能;在探索阶段融入一种互利共生思想,并引入非线性惯性因子,以增强种群...     

基于云模型的实数编码量子进化算法

针对量子进化算法易陷入局部最优和求解精度不高的缺点,利用云模型具有随机性和稳定倾向性的特点,提出了一种基于云模型的实数编码量子进化算法。该算法利用单维云变异进行全局快速搜索,利用多维云进化增强算法局部搜索能力,探索全局最优解。依据算法的进化过程动态调整搜索范围并复位染色体,可以加提高敛速度,并防止陷入局部最优。仿真结果表明,该算法搜索精度和效率得到提高,适合求解复杂函数优化问题。     

改进的量子遗传算法及应用

针对量子遗传算法在函数优化中迭代次数多,容易陷入局部最优解等缺点,提出新的量子遗传算法.该算法的核心是采用新的量子旋转门调整策略对种群进行更新操作,有效保证了种群的多样性,可以避免算法陷入局部最优解,提高了算法的全局寻优能力.同时能以更快的速度收敛于全局最优解.通过对典型复杂函数测试,计算结果表明,提出的算法优化质量和效率都要优于传统遗传算法和一般量子遗传算法.     

嵌入邻域变异策略的量子灰狼优化算法

针对灰狼优化算法寻优过程中易陷入局部最优、种群资源利用不充分等不足,提出一种嵌入邻域变异策略的量子灰狼优化算法(Neighborhood Mutation Quantum Grey Wolf Optimizer, NMQGWO).首先,利用量子旋转门更新机制提升灰狼种群的初代多样性.其次,引入非线性惯性权值以提升算法寻优收敛速度并保障算法对全局最优值的搜索能力.最后,嵌入邻域变异策略防止因种群多样性逐步贫化而造成算法陷入局部极小的现象.将NMQGWO算法与其他4种算法针对6种标准测试函数进行仿真对比实验,结果表明,NMQGWO算法的收敛精度和收敛速度优于其他算法,验证了改进策略的有效性.     

量子进化算法原理及改进策略研究

针对传统进化算法存在收敛速度慢和未成熟收敛的问题,将进化算法与量子理论相结合,提出一种量子进化算法。使用量子比特编码染色体,构造一种新的用于普通染色体的全干扰交叉操作。实验证明,该算法能带来丰富的种群,使其以大概率向优良模式进化,从而加快算法的收敛速度,同时还能避免种群陷于一个局部最优,有效防止早熟。     

改进的模糊C-均值聚类算法

为了克服模糊C-均值（FCM）聚类算法易陷入局部极小值和对初始值敏感的缺点,提出了一种基于改进量子蚁群的模糊聚类算法。将量子计算原理和蚁群算法相结合来改进FCM算法。初期采用量子遗传算法生成信息素分布,后期利用蚁群算法的全局搜索性、并行计算性等特点避免聚类陷入局部最优解。实验证明该算法保证了种群的多样性,有较好的全局收敛性,克服了模糊C-均值聚类算法的不足,能有效解决未成熟收敛的问题,使聚类问题最终快速、有效地收敛到全局最优解。     

启发式强化学习机制的异构双种群蚁群算法

针对传统蚁群算法在解决TSP问题时易陷入局部最优、收敛速度较慢的问题,提出了一种基于启发式强化学习的异构双种群蚁群算法。蚁群分为主种群和子种群,主种群负责解的构建和信息素的更新,子种群则是在构建解的同时对主种群的解集进行替换。算法初期利用启发式算子自适应地控制两个种群的交流频率,通过偏离度系数控制解的交换方式。前期让子种群的最优解去替换主种群的随机解,增加解的多样性,同时引入强化学习机制对交流后主种群最优路径上的信息素进行自适应的奖赏,以增大最优公共路径以后被选择的概率。后期则控制子种群的最优解去替换主种群的最差解,强化最优路径上信息素的量,并对主种群最优路径上的信息素进行奖赏,进一步提高算法的收敛速度。实验仿真表明,算法能够有效地跳出局部最优,并且解的质量在大规模测试集上有明显的改善。     

基于Q学习量子蚁群的微纳卫星路由算法

在微纳卫星网络中,传统蚁群路由算法不能同时保证数据传输的安全性和网络业务的服务质量,且易陷入局部最优解,收敛速度较慢。为解决上述问题,提出一种实现多目标优化的Q学习量子蚁群路由算法。该算法在选择下一跳节点的转移概率时,将路径的平均信任值和路径的费用作为两个优化目标,构成最优路径的节点性能指标,保证数据传输的安全性和网络业务服务质量。在考虑路径费用函数时,将量子计算引入到状态转移概率计算中,避免陷入局部最优解,并在算法中引入Q学习的思想,将信息素映射成Q学习的Q值,强化算法在动态环境中的学习能力,以提高路由的整体性能。仿真结果表明,与蚁群优化算法和改进的蚁群多约束路由算法相比,Q学习量子蚁群路由算法明显改善包投递率、平均端到端时延和节点平均能耗等性能指标,避免了蚁群算法易陷入局部最优解,提高了收敛速度,可适用于具有高速移动节点的微纳卫星网络。     

全局优化的蝴蝶优化算法

针对基本蝴蝶优化算法中存在的易陷入局部最优值、收敛速度慢等问题,提出一种全局优化的蝴蝶算法,引入limit阈值来限定蝴蝶优化算法陷入局部最优解的次数,从而改变算法易陷入早熟的问题,结合单纯形策略优化迭代后期位置较差的蝴蝶使种群能够较快地找到全局最优解;将正弦余弦算法作为局部算子融入BOA中,改善迭代后期种群多样性下降的缺陷,加快算法跳出局部最优。在仿真模拟实验中与多个算法进行对比,结果表明改进算法的寻优性能更好。     

一种保持种群多样性的改进混洗蛙跳算法

针对经典混洗蛙跳算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,提出一种保持种群多样性的改进型混洗蛙跳算法。其思想是通过反向学习机制初始化种群,并动态改变多样性比例来计算所有分组的最优值的多样性密度,来改进个体进化方式。典型复杂函数测试表明,该算法能有效找出全局最优解。     

融合Fast特征选择与ABQGSA-SVM的网络入侵检测*

为进一步提升网络入侵检测效果,提出一种融合FAST特征选择与自适应二进制量子引力搜索支持向量机的(FAST-ABQGSA-SVM)网络入侵检测算法。利用FAST算法过滤掉原始特征集中冗余无关的特征形成候选特征子集,基于组合优化策略采用自适应二进制量子引力搜索算法对候选特征子集与SVM分类器参数进行组合优化。在ABQGSA反复学习寻优过程中,采取动态自适应波动式调整策略更新量子旋转角以平衡算法全局搜索能力和局部搜索能力,同时为提升算法的自适应变异能力,设计与进化程度及个体适应度值相关的自适应变异概率,当种群进化出现停滞时及时引入量子位离散交叉操作帮助种群摆脱局部极值。最后使用KDD CUP 99入侵检测数据进行仿真实验。结果表明,所提出的ABQGSA-SVM算法较其他同类型检测算法具有更好的鲁棒性、学习精度以及检测效果。     

融合多向学习的混沌麻雀搜索算法

对于原始麻雀搜索算法（SSA）在迭代过程中表现出的种群多样性减小,易陷入局部最优等问题,提出一种融合多向学习的混沌麻雀搜索算法（MSSA）。利用Hénon混沌映射初始化种群,增加麻雀种群的多样性,扩大可行解的搜索范围,为全局寻优奠定基础;采用多向学习策略增加麻雀跟随者探索未知领域的机会,平衡算法的局部开发性能和全局搜索能力;当算法陷入局部最优时,引用遗传算法中的变异策略依据动态的变异概率对当前最优个体进行扰动变异;将MSSA算法应用到无线传感器网络节点覆盖优化问题。数值实验结果与Wilcoxon秩和检验结果均表明MSSA算法在收敛精度与收敛速度等方面具有更明显的优势。     

多策略协同改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法(SSA)种群多样性差、易陷入局部最优等问题,提出了一种多策略协同改进的麻雀搜索算法(ISSA)。首先,ISSA采用一种融合转移概率的边界学习策略的发现者位置更新方式,扩大发现者搜索范围并丰富其种群多样性;其次,ISSA在麻雀跟随者更新过程中引入混合粒子群机制,扩大目标跟随个体的选择范围;最后在算法寻优过程中,ISSA利用模糊推理系统动态监控种群陷入局部最优的概率,以差分变异操作提高种群跳出局部最优的能力。采用CEC2017测试函数中的12个函数作为性能基准函数,将ISSA与标准SSA及其他四种改进的麻雀搜索算法(ESSA、CSSOA、SSASC、MSSA)进行性能测试,基于实验数据的Friedman检验表明,ISSA能获取更好的性能。     

基于改进鲸鱼优化算法的WSN覆盖优化

针对无线传感器网络在随机部署移动节点时,存在分布不均匀导致的覆盖率较低的问题,以网络覆盖率最大化为目标建立网络覆盖优化模型,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)的网络覆盖优化策略;首先,采用量子位Bloch球面坐标编码初始化种群,提升种群多样性,扩展搜索空间的遍历能力;其次,提出一种基于步长改进的位置更新方式,平衡算法的全局探索和局部搜索能力;最后采用莱维飞行,对个体进行扰动更新,提高跳出局部最优的能力。仿真结果表明,将改进后的鲸鱼优化算法应用在WSN覆盖优化中,与标准鲸鱼优化算法和其他文献中的算法相比,有效减少了传感器节点冗余,表现出更快的收敛速度和更高的覆盖率,进而改善网络监测质量,延长网络生存时间。     

基于子区域的粒子群优化算法研究

针对粒子群优化(PSO)算法在寻优时容易陷入局部最优的不足,提出一种基于子区域的PSO算法。将搜索空间划分成若干个子区域,在各个子区域中均使用标准PSO算法进行寻优,通过比较各个子区域的全局最优解,从而得出整个搜索空间的全局最优。与标准PSO算法及自适应变异PSO算法的比较结果表明,该算法能降低在寻优过程中陷入局部最优的概率,具有较强的寻优能力。     

基于Logistic映射的新型混沌简化PSO算法

针对基本粒子群算法易陷入局部最优、收敛速度慢、收敛精度差等问题,提出一种基于Logistic映射的新型混沌简化PSO算法(CIW-SPSO)。该算法引入混沌理论使惯性权重具有混沌搜索能力,同时使学习因子随寻优过程呈正弦函数变化,降低算法陷入局部最优的概率。使用6个经典测试函数进行仿真测试,结果表明：本算法收敛速度快,收敛精度高,能避免陷入局部最优,提升算法优化性能。     

改进平衡优化器算法的WSN覆盖优化

针对无线传感器网络在节点部署过程中存在节点覆盖空白及重叠覆盖的问题,提出一种改进平衡优化器算法（IEO）的网络覆盖优化。首先,利用环绕反向学习提高初始化种群质量,增强算法的优化能力;其次,引入动态正余弦因子进一步平衡全局搜索与局部开发能力,促使粒子种群对搜索空间中进行广泛搜索和深度挖掘;最后,通过在浓度更新阶段加入Circle混沌映射增加种群多样性,提高算法逃离局部最优的能力。实验结果表明,将IEO算法应用于WSN的覆盖优化实验中,与标准平衡优化器算法及其他改进算法相比,有效降低部署成本,表现出更高的网络覆盖率,改善网络的监测质量。     

基于混合策略改进的鲸鱼优化算法

针对标准WOA算法初始种群分布不均、收敛速度较慢、全局搜索能力弱且易陷入局部最优等问题,提出一种混合策略改进的鲸鱼优化算法。采用Sobol序列初始化种群以使初始解在解空间分布更均匀;通过非线性时变因子和惯性权重平衡并提高全局搜索及局部开发能力,并结合随机性学习策略增加迭代过程中种群的多样性;引入柯西变异提升算法跳出局部最优的能力。通过对12个基准函数和一个水资源需求预测模型的参数估计进行优化实验,结果表明,基于混合策略改进的鲸鱼优化算法在寻优精度及收敛速度上均有明显提升。     

基于历史认知的果蝇优化算法

针对果蝇优化算法的早熟收敛问题,提出了一种新的基于历史认知的果蝇优化算法。新算法通过增加个体“历史认知”的改进策略,优化进化方程,从而避免潜在全局最优解因为不考虑自己的历史轨迹,仅依靠单纯的聚集行为,而使自己的寻优轨迹迂回曲折,错过成为全局最优解的可能;并且通过线性递增的动态变化系数ω调整在迭代寻优过程中个体的“历史”对本次学习的价值,增强算法跳出局部最优,寻找全局最优的能力。对几种经典测试函数进行了仿真和实例计算,结果表明新算法更好地平衡了全局和局部搜索能力,在收敛速度、收敛可靠性及收敛精度上比其他经典智能优化算法有较大的提高。     

求解复杂约束优化问题的多策略混合麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法面对具有强约束、非凸性和不可微特征的复杂问题所存在的开发与探索能力不平衡、易陷入局部最优、过早收敛和种群多样性较低等不足,提出一种求解复杂约束优化问题的多策略混合麻雀搜索算法.首先,利用反向学习策略构建双向初始化机制,以达到获得分布更优的初始种群的目的;其次,设计一种基于交叉与变异算子的位置更新公式,扩大搜索范围,丰富搜索机制,以平衡算法探索和开发能力,同时提高算法的收敛精度和速度;最后,使用社区学习策略对种群进行精炼,强化开发能力与跳出局部极值的能力,并保持种群的多样性.分别在CEC2017的28个实数约束优化问题和1个工程优化问题上进行了性能评估,实验结果表明,所提出的算法对比其他优化算法具有寻优能力强、收敛精度高、收敛速度快等优势,可有效解决复杂约束优化问题.