改进二进制和声搜索算法求解多维背包问题

和声搜索（HS）是一种已广泛应用于连续优化问题的元启发式方法。针对典型的组合优化问题——多维背包问题（MKP）,提出一种改进二进制和声搜索（IBHS）算法。算法通过伯努利随机过程生成二进制群体,在候选和声生成算子中,引入动态自适应参数,通过算法参数的自适应调整来协调算法的全局搜索和局部搜索,并提出一种新的更有效的衡量商品多维加权价值密度的方法用于二进制个体修正和优化;引入精英局部搜索机制进行协同寻优,提高IBHS的收敛速度。通过求解10组不同规模的典型多维背包算例和与贪心二进制狮群优化（GBLSO）算法、改进的差分演化（MBDE）算法以及二进制修正和声（BMHS）算法的对比分析,实验结果表明,所提算法在求解MKP时有具有良好的收敛效率、较高的寻优精度和很好的鲁棒性。     

贪心二进制狮群优化算法求解多维背包问题

针对经典的多约束组合优化问题——多维背包问题(MKP),提出了一种贪心二进制狮群优化(GBLSO)算法。首先,采用二进制代码转换公式将狮群个体位置离散化,得到二进制的狮群算法;其次,引入反置移动算子对狮王位置进行更新,同时对母狮和幼狮位置重新定义;然后,充分利用贪心算法进行解的可行化处理,增强搜索能力并进一步提高收敛速度;最后,对10个MKP典型算例进行仿真实验,并把GBLSO算法与离散二进制粒子群(DPSO)算法和二进制蝙蝠算法(BBA)进行对比。实验结果表明,GBLSO算法是一种有效的求解MKP的新方法,在求解MKP时具有相对良好的收敛效率、较高的寻优精度和很好的鲁棒性。     

改进二进制布谷鸟搜索算法求解多维背包问题

针对多约束组合优化问题--多维背包问题(MKP),提出了一种改进二进制布谷鸟搜索(MBCS)算法.首先,采用经典的二进制代码变换公式构建了二进制布谷鸟搜索(BCS)算法.其次,引入病毒生物进化机制和病毒感染操作,一方面赋予布谷鸟鸟巢位置自变异机制增加种群多样性;一方面将布谷鸟鸟巢位置所组成的主群体的纵向全局搜索和病毒群体的横向局部搜索进行动态结合,进一步提高了算法的收敛速度,降低了陷入局部极值的概率.再次,针对MKP特点设计了不可行解的混合修复策略.最后将MBCS算法同量子遗传算法(QGA)、二进制粒子群优化(BPSO)算法、BCS算法就来源于ELIB数据库和OR_LIB数据库的15个算例进行了仿真对比.实验结果表明,所提算法计算误差均小于1%,标准差小于170,相比这3种算法具有相对更好的寻优精度和求解稳定性,是一种求解多维背包等NP难问题有效的算法.     

结合高斯分布的改进二进制灰狼优化算法

针对灰狼优化算法（GWO）解决离散问题应用较少，发展不成熟的现状，提出一种用于解决二进制问题的离散灰狼优化算法（BGWO）。针对混沌搜索在解决二进制问题时，产生的初始种群较为集中的问题，引入高斯分布曲线对种群初始化，使初始种群地空间分布更加均匀；提出一种转换函数，对GWO进行二进制化处理；通过典型测试函数对该算法性能进行验证，实验表明该算法收敛精度明显优于其他算法。将该算法用于实际背包问题的求解，结论表明该算法迭代次数更少，求解精度更高。     

一种简单高效的改进人工蜂群优化算法

人工蜂群（Artificial bee colony, ABC）算法是一种新型的仿生智能优化算法。与其他仿生智能优化算法相比,ABC算法的优化求解策略仍有待改进,以进一步提高其收敛速度和优化求解精度。为此,本文提出一种简单而高效的改进ABC算法,将统计学中的正态分布理论引入ABC算法的优化求解过程。首先,提出基于正态分布的蜜源初始化策略,提高了初始化过程的目的性,为后续搜索提供了精度保障。进而对搜索公式中的基础位置和缩放因子进行改进,提出了基于正态分布的搜索策略。该策略在扩大搜索范围的同时,使搜索更新过程更具目的性,从而在有效防止陷入局部收敛的同时,提高了优化求解速度。针对高维复杂Benchmark函数的测试实验结果表明,所提出算法的改进策略简单有效,其收敛速度和求解精度更高。     

改进的飞蛾扑火优化算法在网络入侵检测系统中的应用

针对当前网络入侵检测中的数据量较大、数据维度较高的特点,将飞蛾扑火优化（MFO）算法应用于网络入侵检测的特征选择中。鉴于MFO算法收敛过快、易陷入局部最优的问题,提出一种融合粒子群优化（PSO）的二进制飞蛾扑火优化（BPMFO）算法。该算法引入MFO螺旋飞行公式,具有较强的局部搜索能力;结合了粒子群优化（PSO）算法的速度更新方法,让种群个体随着全局最优解和历史最优解的方向移动,增强算法的全局收敛性,从而避免易陷入局部最优。仿真实验以KDD CUP 99数据集为实验基础,分别采用支持向量机（SVM）、K最近邻（KNN）算法和朴素贝叶斯（NBC）3种分类器,与二进制飞蛾扑火优化（BMFO）算法、二进制粒子群优化（BPSO）算法、二进制遗传算法（BGA）、二进制灰狼优化（BGWO）算法和二进制布谷鸟搜索（BCS）算法进行了实验对比。实验结果表明,BPMFO算法应用于网络入侵检测的特征选择时,在算法精度、运行效率、稳定性、收敛速度以及跳出局部最优的综合性能上具有明显优势。     

基于均匀局部搜索和可变步长的萤火虫算法

针对萤火虫算法（FA）收敛速度慢和求解精度不高的问题,提出一种基于均匀局部搜索和可变步长策略的萤火虫优化算法（UVFA）。首先,根据均匀设计理论建立局部搜索算子,对FA的搜索过程进行改进,以提升算法的局部开采能力和收敛速度;其次,利用可变步长策略,动态地调整算法搜索步长,以平衡全局和局部的勘探能力和开采能力;最后将均匀局部搜索算子和可变步长进行融合。通过对12个标准测试函数进行仿真实验,结果表明,UVFA的目标函数均值均明显优于FA、明智步长策略的萤火虫算法（WSSFA）、可变步长萤火虫算法（VSSFA）和基于均匀局部搜索的萤火虫优化算法（UFA）,并且时间复杂度明显降低,并且在低维和高维问题中均显示出了较好的质量,具有良好的鲁棒性。     

基于混合搜索的多种群人工蜂群算法

针对经典人工蜂群（ABC）算法搜索策略存在搜索机制单一、群体全局搜索与局部搜索运算耦合性较高的问题,提出一种基于混合搜索的多种群人工蜂群（MPABC） 算法。首先,将种群按照适应度值进行排序,得到一个有序队列,进而将其划分为随机子群、核心子群和平衡子群三类有序子群;其次,针对不同子群结合相应的个体选择机制与搜索策略,构建出不同的差异向量;最后,在群体的搜索过程中,通过三类子群实现对具有不同适应度函数值个体的有效控制,来增强群体全局搜索和局部搜索的平衡能力。通过对16个标准测试函数进行仿真实验并与具有可变搜索策略的人工蜂群（ABCVSS）算法、基于选择概率的改进人工蜂群（MABC）算法、基于粒子群策略的多精英人工蜂群（PS-MEABC）算法、基于符号函数的多搜索策略人工蜂群（MSSABC）算法和优化高维复杂函数的改进人工蜂群（IABC）算法共五种典型的蜂群算法进行了对比,实验结果显示MPABC具有较好的优化效果;与ABC算法相比,MPABC在求解高维（100维）复杂问题上的收敛速度提高了约23%,且求解精度更优。     

基于混沌和自适应搜索策略的GSO算法分析与优化

针对基本萤火虫群算法在全局优化问题求解过程中存在的求解精度偏低、易陷入局部最优、收敛速度较慢等问题，提出一种基于混沌和自适应搜索策略的萤火虫优化算法（CSAGSO）。利用混沌搜索技术对萤火虫种群进行初始化以得到分布更为均匀、合理的较优初始解；运用混沌扰动优化策略对每一代适应度较差的部分萤火虫个体进行混沌扰动以增强种群多样性和提高全局搜索能力。采用动态步长的自适应搜索策略，并对寻优过程中静止不动的萤火虫个体位置进行更新，加快了算法前期收敛速度，减少了后期震荡现象发生。仿真实验结果表明，优化后的萤火虫算法参数较少并具有较好稳定性，同时在求解精度和收敛速度上都明显优于基本萤火虫群算法。     

变步长自适应萤火虫群多模态函数优化算法

针对萤火虫群优化（GSO）算法优化多模态函数存在收敛速度慢和求解精度不高等缺陷,提出一种变步长自适应萤火虫群优化算法（CSGSO）。该算法主要思想是在GSO算法中引入搜索成功与失败概念,在每次迭代中萤火虫个体据其搜索成功或失败,加大或减小其搜索步长,使算法具有动态自适应性。实验结果表明,该算法可有效地解决GSO算法优化多模态函数存在收敛速度慢和求解精度不高的问题,增强了GSO算法优化多模态函数的性能;与其他算法相比,提出的算法具有操作简单、容易理解、收敛速度快和求解精度高等优点。     

全局最优引导的差分演化二进制人工蜂群算法

针对基本二进制人工蜂群算法开采能力弱、收敛速度慢的缺点,提出一种全局最优引导的差分二进制人工蜂群算法。算法仿照粒子群优化,将全局最优参数引入二进制人工蜂群算法中以提高开采能力;同时受差分演化算法中“交叉”操作的启发,提出多维邻域搜索方式,加快收敛速度。采用0-1背包问题进行仿真,实验结果表明与传统算法相比,提出算法不仅寻优能力增强且收敛速度明显提高。对于10维背包问题,提出算法的收敛速度比基本二进制人工蜂群算法提高近10倍。     

基于Nelder-mead单纯形法的改进人工蜂群算法研究

针对现有的人工蜂群算法（Artificial Bee Colony,ABC）在进化速度和求解质量方面难以兼顾的缺点,提出一种基于Nelder-mead单纯形法的改进人工蜂群算法（Nelder-Mead Simplex Method based Improved Artificial Bee Colony,NMSM-IABC）。在迭代过程中,该算法周期性地将单纯形算子得到的最优个体迁移到人工蜂群算法的蜂群中,或将蜂群中的最优蜜源信息迁移到Nelder-mead单纯形算法中。旨在ABC借助NM-SM提高局部搜索能力,NM-SM借助ABC跳出局部最优点,达到两者协同搜索。再者,为了进一步加快收敛速度,在ABC中采用一种改进的跟随蜂搜索策略,并对产生侦察蜂的关键参数进行灵敏度分析。最后,通过6个典型的多维测试函数对算法进行仿真测试。结果表明：提出的算法有效地避免了陷入局部最优,提高全局搜索能力和搜索精度,有较快的收敛速度,是一种较好的协同搜索算法。     

基于黑寡妇算法的特征选择方法研究

特征选择通过去除无关和冗余特征提高学习算法性能,本质是组合优化问题。黑寡妇算法是模拟黑寡妇蜘蛛生命周期的元启发式算法,在收敛速度、适应度值优化等方面具有诸多优势。针对黑寡妇算法不能进行特征选择的问题,设计五种优化策略：二进制策略“、或门”策略、种群限制策略、快速生殖策略以及适应度优先策略,提出黑寡妇特征选择算法（black widow optimization feature selection algorithm,BWOFS）和生殖调控黑寡妇特征选择算法（procreation controlled black widow optimization feature selection algorithm,PCBWOFS）,从特征空间中搜索有效特征子集。在多个分类、回归公共数据集上验证新方法,实验结果表明,相较其他对比方法（全集、AMB、SFS、SFFS、FSFOA）,BWOFS和PCBWOFS能找到预测精度更高的特征子集,可提供有竞争力、有前景的结果,而且与BWOFS相比,PCBWOFS计算量更小,性能更好。     

解决0-1背包问题的遗传分布估计算法

0-1背包问题是典型的NP难问题,针对0-1背包问题提出分布估计算法（EDA）与遗传算法（GA）相结合的算法（E-GA）。该算法在每一次迭代中由二者共同产生种群,并行搜索,两种方法产生的个体数目动态变化,将EDA的全局搜索与GA的局部搜索能力、EDA的快速收敛性与GA的种群多样性结合,实现优势互补。通过三个背包问题算例进行算法验证,与以往文献相比,结果显示该算法所获最优值优于文献最优值,运行时间短且收敛速度快。     

求解作业车间调度问题的禁忌分布估计算法

为优化作业车间调度问题的解,提出一个禁忌和分布估计的混合算法。分布估计算法是一种新的进化模式,通过概率优化模型在连续空间进行求解;通过对已获得的群体进行选择操作生成优势群体,提出的分布估计算法使用单变量边缘分布算法构建概率模型,估计离散空间中的联合概率分布,从概率向量采样生成新群体;采用基于工件编号的编码和解码机制保证解的可行性。为提高局部搜索能力,算法基于禁忌搜索算法设计新的双重移动组合、块禁忌和选择策略,在搜索陷入局部最优时利用遗传算法的变异算子生成新解;算法通过混合分布估计算法和禁忌搜索算法的优点,兼具全局搜索与局部搜索能力,提高了搜索的效率和性能。通过与现有算法在典型实例上的实验结果比较,表明该算法在求解作业车间调度问题上具有可行性和有效性。     

基于分段混合蛙跳算法的旅行商问题求解

针对旅行商问题(TSP)在搜索后期解的多样性和精度下降的问题,提出一种解决TSP问题的分段混合蛙跳算法(S-SFLA)。该算法在搜索初期利用逆转变异算子减少交叉路径,在搜索的后期引入邻域搜索(个体邻域,局部最优领域,全局最优邻域)增加种群多样性。在整个搜索过程中记忆全局历史最优解与局部历史最优解,进行全局更新和局部更新,避免迂回搜索。在局部更新中,每一个青蛙都有机会得到更新。实验结果表明,与遗传算法、蚁群算法、基本蛙跳算法相比,S-SFLA算法在求解中等规模的TSP问题上具有更快的搜索速度和更高的求解精度。     

混合引力搜索与高斯扰动的精英布谷鸟算法

针对布谷鸟算法（CS）的不足,提出了混合引力搜索与高斯扰动的精英布谷鸟搜索算法（GGECS）。该算法提出了自适应控制策略,将布谷鸟算法中的步长因子和发现概率进行动态地调整,并使用帕累托法则进行精英分类,分别对属于不同类别的鸟巢进行引力搜索和高斯扰动,从而提高算法的种群多样性,避免算法陷入局部最优解,提高了算法的寻优精度和收敛速度。使用8个标准测试函数进行仿真实验。结果表明,该算法较CS和ICS算法具有更好的全局搜索能力,其测试函数最优解也更为接近最优解的理论值。     

改进的核可能性C-均值聚类算法研究

提出了一种改进的核可能性C-均值聚类算法,它是对PCM聚类模型的推广。通过限制PCM聚类模型中解的可行域,利用全局优化技术（以模拟退火（SA）为例）来求解,使其保持了PCM对噪声鲁棒的优点,又避免了重合聚类的产生,且能较好地找到问题的全局最优解,减少了全局优化方法的搜索范围,加快了收敛速度。     

求解0-1背包问题的混沌二进制乌鸦算法

针对离散空间的最优化问题,提出了二进制乌鸦算法,并在初始解中利用Chebyshev映射产生两种混沌序列优化乌鸦的初始解,保证个体的初始位置在整个搜索空间均匀分布;然后,为快速有效地求解0-1背包问题,引入贪心修复与优化策略处理非正常编码个体,得到基于混沌理论的二进制乌鸦算法（chaotic binary crow search algorithm,CBCSA）。仿真实验表明,CBCSA具有良好的全局寻优能力和收敛速度,能快速求得最优解,且混沌序列的第一映射方式比第二映射方式性能更佳。