求解TSP问题的改进果蝇优化算法

基于求解TSP问题,提出一种改进果蝇优化算法（GFOA）,该算法结合TSP问题的特点,把果蝇优化算法的连续空间对应到离散规划,利用轮盘赌法初始化路径,并把遗传算法的交叉、变异操作应用于路径的寻优,同时利用C2Opt算子对局部最优路径进行优化,加快局部搜索能力和收敛速度。通过对13个TSPLIB 标准库的TSP算例进行仿真实验,实验结果表明,提出的算法在较小规模算例中能以较少的迭代次数和运行时间快速收敛到已知最优解,在较大规模算例中能接近理论最优解,具有较快的收敛速度和较高的收敛精度。     

基于混合粒子群算法的移动机器人路径规划

为了确定复杂环境中移动机器人最优轨迹,提出了一种混合粒子群优化算法(IPSO-GOP).首先对粒子群优化算法进行改进,在算法运行的各个阶段对惯性权重进行自适应调整来增强粒子的搜索能力,并采用混沌变量对粒子进行扰动以提高收敛速度;其次,为了提高算法寻优能力,摆脱局部极小值并增加种群的多样性,引入遗传算法继承的多重交叉和变异两个进化算子(GOP)优化改进版本的粒子群算法(IPSO);最后,使用三次样条插值对该混合算法生成的路径进行平滑处理,得到无碰撞最短的几何连续路径.实验结果表明,多障碍物环境下IPSO-GOP算法减少了陷入局部最优的发生,加快了收敛速度;同时,与原粒子群优化算法(PSO)相比,该算法寻优能力显著,在路径规划问题上有明显的优势.     

遗传算法优化速度的改进

分析了传统变异算子的不足,提出用二元变异算子代替传统的变异算子,并讨论了它在克服早熟收敛方面的作用.同时,针对二进制编码的遗传算法的特点,提出了解码算法的隐式实现方案,使得遗传算法的寻优时间缩短6～50倍.实验从多方面对二元变异算子的遗传算法进行性能测试,结果表明,改进型算法收敛快,参数鲁棒性好,能有效地克服“早熟”收敛.通过改进变异算子和解码算法,遗传算法的优化速度得到了很大的提高.     

基于改进蚁群算法的WSN路径优化

针对无线传感器网络(WSN)路径优化问题,提出一种改进蚁群算法的WSN路径优化方法,结合遗传算法和蚁群算法的优点,在蚁群算法中引入遗传算法选择、交叉和变异算子,提高算法收敛和全局寻优能力。仿真对比实验结果表明,改进蚁群算法提高了WSN路径优化效率和成功率,有效延长了WSN的生命周期,改善了网络整体性能。     

求解作业车间调度问题的改进遗传算法

使用遗传算法求解作业车间调度问题时,为了获得最优解,提高算法的收敛速度,提出了改进遗传算法.算法以最小化最大完工时间为优化目标,初始化时将种群规模扩大为原来的两倍以增加种群多样性;迭代时使用新的适应度函数让染色体间更易区分;通过轮盘赌法完成染色体选择;用POX(Precedence Operation Crossover)交叉算子完成交叉操作;用互换法完成变异操作;通过具有自我调节能力的交叉和变异概率不断地调整概率值来提高算法寻优能力和收敛速度.仿真结果表明,改进后的遗传算法收敛速度快,寻优能力强,获得的最优解优于标准遗传算法,更适用于作业车间的加工生产.     

四点三线遗传算法求解旅行商问题

为解决NP完全的旅行商问题,提出一种四点三线遗传算法。该算法特色在两阶段策略,第一阶段是变异算子优化,将汉密尔顿环中所有大于两点的内部路径倒置,并用新极值代替原极值。第二阶段是四点三线优化,将汉密尔顿环分为n个四点三线局部路径并将每个局部路径转化为最优局部路径,将所有局部路径长度求和除以1/3。交叉算子结束后,如子代含有重复位点,将未交叉部分重复位点与交叉部分重复位点对应的父代等位点交换。通过将该算法与传统遗传算法及只进行第一步优化的遗传算法进行比较,采用TSPLIB数据库实例数据,证明该算法有更高的执行效率,有更强的收敛性,适合寻找最短TSP路径。     

自适应遗传算法在机器人路径规划的应用

针对现有遗传算法在求解机器人路径规划存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于自适应遗传算法的机器人路径规划方法。该方法引入逆转算子,增加插入算子和删除算子,提出新的自适应策略对交叉和变异概率进行调整,更好地避免陷入局部最优,提高算法寻优效率。该算法在MATLAB和Inte3D平台中进行算例验证,实验结果表明改进的自适应遗传算法比现有遗传算法更为有效。     

基于改进遗传算法的船舶管路布局设计

针对船舶管路布局设计中的路径规划问题提出一种改进型遗传算法求解方法。建立船舶管路布局设计问题的模型空间、约束条件和优化目标;提出一种基于连接点网格的定长编码方法,结合该编码方法设计了适合改进遗传算法应用的适应度函数和交叉、变异算子,定长编码可降低遗传算子设计复杂度和非法个体修补代价;提出在进化流程中嵌入以“去折弯”和“改模式”两种改善型变异方法构建的爬山操作,以提升算法收敛性和寻优能力。通过仿真实验验证所提算法具有可行性和先进性。     

基于遗传算法求解应急决策系统中的最优路径

提出了一种将模拟退火算法和遗传算法相结合的进化算法GASA,利用Boltzmann机制 接收交叉和变异后的个体,避免遗传算法中存在的早熟收敛问题,增强了算法的全局收敛性,并对遗 传算子(选择、交叉、变异算子)进行重构,引入新的交叉算子和变异算子能根据种群的进化情况动态 调整遗传算子,加速进化后期搜索效率。实验表明,将此算法用于应急决策系统的最优路径的求解中 与传统算法相比,能加速进化速度和全局寻优能力,提高应急决策效率。     

基于遗传粒子群优化的嵌入式系统软硬件划分算法

针对单处理器嵌入式系统软硬件划分问题,采用带权有向无环图进行建模,并将之约简,进而转换为多约束条件的0/1背包问题求解.由于基本粒子群优化算法无法求解0/1背包问题,故将遗传算法中的交叉、变异思想引入粒子群优化算法,提出了求解离散组合优化问题的遗传粒子群优化(GPSO)算法,采用两点交叉算子和非均匀变异算子对粒子的位置和速度更新方法进行了重新定义.实验结果表明,采用文中算法能有效地解决软硬件划分问题,具有良好的全局搜索能力,其寻优能力和执行时间优于遗传算法和模拟退火算法.     

修正浓度与适应步长的果蝇优化算法

基本果蝇优化算法在寻优求解时浓度值只能为正,无法对浓度为负时达到最优的问题进行寻优。另外基本果蝇算法在寻优求解时,步长是随机的,这就容易使算法早熟,陷入局部最优解,算法的求解精度也不高。针对基本果蝇算法的这些问题,提出了一种修正浓度与适应步长的果蝇优化算法。该算法对果蝇得到的浓度值进行了修正,使味道浓度分布在整个正负寻优区间。在迭代时,充分利用果蝇群体已经进行的全局影响因素,对果蝇个体的搜寻距离进行适应性改变。为了验证该算法的效果,选用了几个常用的测试函数对该算法进行实验验证,结果表明,该算法不仅可以有效避免陷入局部最优,在寻优精度上也有一定提升。     

求解工作量平衡多旅行商问题的改进遗传算法

针对工作量平衡的多旅行商问题,提出了一种融合杂草算法繁殖机制和局部优化变异算子的改进遗传算法（Reproductive mechanism and Local optimization mutation operator based Genetic Algorithm,RLGA）。该算法利用入侵杂草优化算法中以适应度为基准的繁殖机制来产生种群并进行遗传操作,以此来提高算法的搜索效率;同时提出一种混合局部优化算子作为变异算子来提高算法的局部搜索能力,从而提高收敛精度。实验结果表明,RLGA在求解工作量平衡的多旅行商问题时可以快速收敛到较优解,并且求解精度得到了很大的提高。     

基于自适应步长果蝇优化算法图像分割

为了解决大津法抗噪性能不佳和分割效率不足等问题,提出了一种自适应改进步长的果蝇优化算法,并对大津法图像分割阈值进行优化。根据浓度平均值变化率改变步长的果蝇优化算法,对传统的步长进行改进,前期升半柯西分布为指数变量,开始时均匀递增然后呈S状上升自适应增加步长。后期利用柯西分布容易产生远离原点的随机数作为指数的算子进行扰动,根据浓度平均值变化率自适应改变果蝇寻优步长,利于跳出局部最优解。实验证明,改进的算法在收敛速度和寻优精度上都取得了较好的结果,在对图像分割的应用中的效果也较优于其他算法。     

铁路输送中平车装载问题的模型与算法

分析了铁路运输中的平车装载问题，借鉴了First Fit算法的思想，并引入条件变异算子，提出了求解平车装载问题的一种改进遗传算法，给出了该改进遗传算法编码方法、遗传算子改进方案和适应度函数的定义，该算法能有效地解决初始群体和进化过程中的无效染色体和早熟问题，并用实例验证了该算法的有效性。     

改进的模拟退火遗传算法在函数优化中的应用

针对模拟退火遗传算法中可能出现的早熟收敛和后期进化较慢问题,提出了多规则选择算子,同时对交叉和变异算子进行了改进,引入了小生境技术解决早熟收敛问题。在此基础上针对函数优化问题设计了改进的模拟退火遗传算法。仿真实验表明,改进的算法在函数优化中,特别是在对多变量函数寻优中,收敛速度和收敛精度都有一定提高。     

舰船补给物料搬运顺序优化问题的改进遗传算法

现有的多搬运工具可并行条件下的物料搬运顺序优化模型, 其采用的标准遗传算法收敛速度慢且易陷入局部最优. 提出了该模型的改进遗传算法, 采用精英保留策略代替传统的轮盘选择方法, 使用自适应策略设计交叉算子和变异算子. 以某一具体的舰船补给物料搬运顺序优化问题为背景, 通过实例进行了计算. 结果表明, 改进遗传算法收敛速度大大提高, 具有较高的求解质量和效率.     

求解置换流水线调度问题的混合离散果蝇算法

针对置换流水线调度问题,提出了一种新颖的混合离散果蝇算法.算法每一代进化包括4个搜索阶段:嗅觉搜索、视觉搜索、协作进化和退火过程.在嗅觉搜索阶段,采用插入方式生成邻域解;在视觉搜索阶段,选择最优邻域解更新个体;在协作进化阶段,基于果蝇个体间的差分信息产生引导个体;在退火操作阶段,以一定概率接受最优引导个体从而更新种群.同时,通过试验设计方法对算法参数设置进行了分析,并确定了合适的参数组合.最后,通过基于标准测试集的仿真结果和算法比较验证了所提算法的有效性和鲁棒性.     

基于改进遗传模拟退火算法的BP神经网络的畸变校正研究

针对相机所采集的图像大多都存在畸变现象的问题,设计了基于改进遗传模拟退火算法的BP神经网络校正算法。该算法针对传统遗传算法易于收敛局部最优的问题,提出分段选择策略与随机抽样相结合的选择算子,自适应交叉与变异算子。在畸变校正中,该算法通过网络的输入输出建立理想点与畸变点的关系,使用改进的遗传模拟退火算法来优化神经网络中的阈值与权值,然后使用基于LM算法的BP神经网络进行局部优化,最后通过插值算法得到校正后的图像。实验表明,该算法能过较好的对图像进行畸变校正,同时与传统的BP神经网络算法相比精度更高,收敛速度更快。     

基于混合策略改进的果蝇优化算法

针对基本果蝇优化算法收敛精度不高、容易陷入局部最优和收敛速度慢的问题,提出一种基于混合策略改进的果蝇优化算法(MSFOA)。受鲸鱼捕食猎物的启发,在对个体历史最优位置的更新中,采用新的组合搜索的方法,加快果蝇搜索迭代速度;在更新后的位置公式中引入自适应权重系数,提高算法的优化精度;当达到局部收敛状态时,结合多尺度高斯变异算子解决局部最优的限制。采用6个测试函数的仿真结果表明,MSFOA算法相比其它算法具有更快的收敛速度和较高的寻优精度。     

基于粒子群算法的遗传算法研究

针对传统遗传算法存在的早熟收敛和易陷入局部最优解的问题,提出了一种基于粒子群算法的遗传算法,其原理是用粒子群算法来构造变异算子和进行种群分割.通过对三个典型多峰值函数的优化来评估算法性能.实验结果表明,该算法能很好地保持种群的多样性和克服早熟现象,显著提高遗传算法的收敛速度.