多车场动态路径问题的自适应量子蚁群算法

针对物流配送过程中存在的多配送中心动态需求车辆调度问题即多车场动态车辆调度问题(MDDVRP),提出了一种自适应量子蚁群算法(SAQACA),用于最小化路径.根据量子的相位编码方式,提出了对蚁群的信息素矩阵进行直接编码,进而实现由量子旋转门更新完成蚂蚁移动;根据搜索点的量子相位特点及目标函数的变化率,提出了一种自适应量子旋转门更新方式,进而提高了算法的全局搜索深度;引入基于两元素搜索策略的局部搜索方法提高了算法的局部优化能力,从而对可行解进行改进.仿真实验与算法比较验证了所提算法的有效性和优越性.     

一种改进的混合量子遗传算法

提出了一种改进的混合量子遗传算法(IHQGA),该算法首先在量子个体上实施量子交叉,这一操作有利于保留相对较好的基因段;其次,采用量子比特相位法更新量子门和自适应调整搜索网格的策略;最后,引入拟Newton算法进行局部搜索操作,使得种群的多样性强,解得的收敛精度高,收敛速度快;通过复杂函数测试标明此算法的优化质量和效率都强于传统遗传算法和量子遗传算法;另外,从理论上也证明了该算法以概率l收敛于全局最优解.     

基于共享机制的自适应混合遗传算法

共享机制小生境遗传算法常由于保持算法种群的多样性而减缓了全局收敛速度.针对共享机制的这个缺陷,提出了一种基于共享机制的自适应混合遗传算法.将熵的概念引入共享机制,提出了用以度量种群多样性的小生境熵的概念;构造了小生境半径和进化参数(交叉、变异概率)的自适应计算方法;设计了用于增强算法局部搜索寻优能力的扩展突变算子.最后实验表明,该算法对于解决多模态函数优化问题具有很好的全局搜索能力和较快的收敛速度,能够有效避免早熟收敛.     

混合量子遗传算法及其在VRP中的应用

物流配送车辆路径问题(VRP)是一类典型的NP问题.针对提高寻优能力问题,构造了一种混合量子遗传算法(HQGA),即在传统量子遗传算法(QGA)随机全局搜索的基础上引入一个免疫算子,通过该算子的局部搜索操作实现线路内次序的再优化.给出了该算法的具体实现方法和流程,并用实例进行测试.仿真结果表明混合量子遗传算法的寻优性能优于传统量子遗传算法(QGA)及文献中的其它方法,可以避免出现早熟收敛,是求解车辆路径问题的一种有效的算法.     

一种基于云模型的改进型量子遗传算法*

针对量子遗传算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,采用云模型对其进行改进,采用量子种群基因云对种群进化进行定性控制,采用基于云模型的量子旋转门自适应调整策略进行更新操作,使算法在定性知识的指导下能够自适应控制搜索空间范围,能在较大搜索空间条件下避开局部最优解。典型函数对比实验表明,该算法可以避免陷入局部最优解,能提高全局寻优能力,同时能以更快的速度收敛于全局最优解,优化质量和效率都要优于遗传算法和量子遗传算法。     

一种改进的自适应遗传算法及其在物流调度中的应用

提出了一种改进的自适应遗传算法,通过在遗传算法中引入种群分布因子以及父子间的竞争机制,从而可以避免出现“早熟”现象,提高遗传算法的搜索效率。并将该自适应遗传算法应用到非满载车辆调度问题,验证了算法的有效性。     

一种改进的量子粒子群优化算法及其应用

为提高基于概率幅编码的量子粒子群算法的优化效率,提出了一种改进的量子粒子群优化算法。在改进的算法中,采用量子Hadamard门实现粒子位置的变异,将概率幅对换变异改进为更具柔韧性的旋转调整,有效避免了种群在搜索空间中多样性的丢失;通过分析惯性因子、自身因子和全局因子的关系,提出了一种根据粒子当前适应度自适应确定全局因子的方法。以函数极值优化问题为例,仿真结果表明改进算法的搜索能力和优化效率优于原量子粒子群算法。     

面向多模态函数优化的自适应小生境遗传算法

为了解决小生境遗传算法不能准确识别小生境的缺陷,以及算法无法有效平衡快速收敛和保持种群多样性的冲突问题,提出一种自适应小生境遗传算法.在算法中,设计一种改进的小生境识别方法来确定小生境范围,引入用于度量种群多样性的小生境熵概念,并利用小生境熵自适应调整进化参数的取值.同时,改进选择、交叉策略,在识别的小生境基础上将交叉分为境外交叉和境内交叉,用于提高算法的全局搜索能力和局部收敛速度.实验表明,算法对于解决多模态函数优化问题具有收敛速度快和计算量小等优点,能够有效避免遗传漂移现象.     

基于改进双种群遗传算法的模糊控制器的优化

遗传算法是一种自适应、启发式、群体型、概率性、迭代式全局收敛算法,利用遗传算法的良好的搜索特性来优化模糊控制器,可以取得很好的控制效果.本文对传统的双种群遗传算法进行了归纳和分析,在此基础上提出了一种改进的双种群遗传算法(CGDPGA).将此改进算法用于优化模糊控制器的隶属度函数、量化因子和比例因子来实现模糊控制器的全...     

一种基于混沌搜索的自适应入侵遗传算法

将生物系统中“入侵”的概念引入遗传算法,提出了一种基于混沌搜索的自适应入侵遗传算法。该算法动态地引入入侵种群,并采用混沌搜索产生入侵个体。入侵种群的扩散使优良基因得以在个体间传播,优化了种群的基因构成,能够促使种群跳出局部最小,并向全局最优的方向进化,从而有效地避免了遗传算法的早熟现象。将该算法用于函数优化及解决模式分类问题的神经网络参数训练,实验结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较强的寻优能力。     

Self-adaptive Bat Algorithm With Genetic Operations

Swarm intelligence in a bat algorithm (BA) provides social learning. Genetic operations for reproducing individuals in a genetic algorithm (GA) offer global search ability in solving complex optimization problems. Their integration provides an opportunity for improved search performance. However, existing studies adopt only one genetic operation of GA, or design hybrid algorithms that divide the overall population into multiple subpopulations that evolve in parallel with limited interactions only. Differing from them, this work proposes an improved self-adaptive bat algorithm with genetic operations (SBAGO) where GA and BA are combined in a highly integrated way. Specifically, SBAGO performs their genetic operations of GA on previous search information of BA solutions to produce new exemplars that are of high-diversity and high-quality. Guided by these exemplars, SBAGO improves both BA’s efficiency and global search capability. We evaluate this approach by using 29 widely-adopted problems from four test suites. SBAGO is also evaluated by a real-life optimization problem in mobile edge computing systems. Experimental results show that SBAGO outperforms its widely-used and recently proposed peers in terms of effectiveness, search accuracy, local optima avoidance, and robustness.      

基于反向学习的自适应差分进化算法

为解决差分进化（DE）算法过早收敛与搜索能力低的问题,讨论对控制参数的动态调整,提出一种基于反向学习的自适应差分进化算法。该算法通过反向精英学习机制来增强种群的局部搜索能力,获取精确度更高的最优个体;同时,采用高斯分布随机性提高单个个体的开发能力,通过扩充种群的多样性,避免算法过早收敛,整体上平衡全局搜索与局部寻优的能力。采用CEC 2014中的6个测试函数进行仿真实验,并与其他差分进化算法进行对比,实验结果表明所提算法在收敛速度、收敛精度及可靠性上表现更优。     

一种动态双种群果蝇优化算法求解FJSP

为了有效解决柔性作业车间调度问题(FJSP),提出了一种具有较强进化机制的动态双种群果蝇优化算法(DDFOA),该算法采用自适应移动步长,并动态地将种群划分为先进子种群和后进子种群,其中先进子种群侧重局部搜索,后进子种群负责全局搜索。同时针对柔性作业车间调度问题,设计了合适的编码转化方案。最后,对算法的收敛性进行了证明,并选用经典算例对其进行仿真实验,仿真结果验证了DDFOA求解FJSP的有效性。     

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。     

换电模式下电动车货运路径优化模型与算法

针对考虑电池续航能力和换电站约束的电动车货运路径优化问题,提出考虑速度、载重和距离等多因素的电动车碳排放计算方法。首先,以耗电量和旅行时间费用最小化为目标,建立混合整数规划模型;然后,在爬山优化和换电邻域搜索的基础上提出一种自适应遗传算法,并设计随种群适应度变化而自适应调整的交叉和变异概率;最后,采用爬山搜索加强算法的局部搜索能力,并设计电动车换电邻域搜索策略对最优解进行进一步的改进,以满足电池续航能力和换电站约束,得到最优可行解。实验结果表明：相较于传统的遗传算法,自适应遗传算法能够更快速有效地找到满意解;考虑耗电量和旅行时间的路径安排能够减少货运配送的碳排放和总费用;与固定的交叉和变异概率参数设置相比,自适应参数调节方法能够更有效防止局部优化问题,提高算法的全局搜索能力。     

解决作业车间调度的微粒群退火算法*

针对微粒群优化算法在求解作业车间调度问题时存在的易早熟、搜索准确度差等缺点,在微粒群优化算法的基础上引入了模拟退火算法,从而使得算法同时具有全局搜索和跳出局部最优的能力,并且增加了对不可行解的优化,从而提高了算法的搜索效率;同时,在模拟退火算法中引入自适应温度衰变系数,使得SA算法能根据当前环境自动调整搜索条件,从而避免了微粒群优化算法易早熟的缺点。对经典JSP问题的仿真实验表明,与其他算法相比,该算法是一种切实可行、有效的方法。     

Real-coded memetic algorithms with crossover hill-climbing

This paper presents a real-coded memetic algorithm that applies a crossover hill-climbing to solutions produced by the genetic operators. On the one hand, the memetic algorithm provides global search (reliability) by means of the promotion of high levels of population diversity. On the other, the crossover hill-climbing exploits the self-adaptive capacity of real-parameter crossover operators with the aim of producing an effective local tuning on the solutions (accuracy). An important aspect of the memetic algorithm proposed is that it adaptively assigns different local search probabilities to individuals. It was observed that the algorithm adjusts the global/local search balance according to the particularities of each problem instance. Experimental results show that, for a wide range of problems, the method we propose here consistently outperforms other real-coded memetic algorithms which appeared in the literature.     

基于群体分布的自适应差分进化算法

差分进化算法是一种简单有效的启发式全局优化算法,但是其优化性能受差分进化策略及控制参数取值的影响较大,不合适的策略和参数容易导致算法早熟收敛。因此,针对差分进化算法搜索过程中变异策略和控制参数的选择问题,文中提出了一种基于群体分布的自适应差分进化算法(Population Distribution-based Self-adaptive Differential Evolution,PDSDE)。首先,设计适应因子以衡量当前种群的分布情况,进而实现算法所处进化阶段的自适应判断;然后,根据不同进化阶段的特点,设计阶段特定的变异策略和控制参数,并设计自适应机制以实现算法策略和参数的动态调整,从而平衡算法的全局探测和局部搜索能力,以达到提高算法搜索效率的目的;最后,将所提算法与6种主流改进算法进行比较。15个典型测试函数的数值实验表明,所提算法在平均函数评价次数、求解精度、收敛速度等指标的评价优于文中给出的6种主流改进算法,因此可以证明所提算法的计算代价、优化性能和收敛性能更具优势。     

含忽略工序和不相关机的混合流水车间调度

研究从炼钢等生产过程提炼出的含忽略工序和不相关并行机的混合流水车间调度问题,以最小化最大完工时间为目标,建立整数规划模型,并提出结合全局搜索、自适应遗传算法和候鸟优化的遗传候鸟优化算法以求解该模型。在算法中采用与处理时间相关的全局搜索和随机程序以获得初始种群,提出自适应交叉和变异操作改进遗传算法解,在迭代进程中,引入基于工件、机器和工序位3种邻域搜索结构的候鸟优化算法更新最佳解。仿真实验中将遗传候鸟优化算法的实验结果与几种启发式算法进行对比,证明了模型和算法的有效性。