人工蜂群算法的性能比较研究

人工蜂群算法(ABC)模拟了蜂群中工蜂的群体协作采蜜行为,根据各自的分工进行不同的采蜜活动,并用特有的舞蹈语言进行蜜源信息的交流与共享,从而快速找到问题的最优解,同时差分扰动产生新解的方式使得算法具有自适应收敛性质。对基准测试函数的计算试验表明,与实数编码遗传算法、粒子群算法、差分进化算法相比,该算法具有更好的优化性能,具有一定的研究应用价值。     

基于自适应选择策略的人工蜂群算法

由于适应度比例选择法在进化过程中使得蜜源的多样性受限和早熟收敛.因此,按照蜜源当前的性状提出了一种基于自适应选择策略的蜂群算法（SABC）来动态地调节选择压力,使算法的全局搜索和局部搜索能力达到平衡.从测试函数的仿真结果表明：改进的人工蜂群算法很大地提高了蜂群算法的寻优能力,在收敛速度和精度上优于基本蜂群算法.     

一种改进的人工蜂群算法

人工蜂群算法是近年来提出的一种受生物行为启发的优化算法,该算法主要通过模拟蜜蜂的觅食来实现问题的求解。作为一种全局优化算法,人工蜂群算法有着较好的探寻能力,但其探索能力相对较弱。针对人工蜂群算法收敛速度缓慢的问题,提出基于scout蜂交叉觅食的改进人工蜂群算法。该算法通过交叉策略来指导scout蜂的觅食行为,避免了随机觅食带来的算法收敛速度缓慢的问题,提高算法的收敛速度。通过五个基准测试函数进行对比实验,结果表明新算法无论是在收敛速度、解的质量方面都优于标准人工蜂群算法,是一种有效的优化算法。     

改进人工蜂群算法

针对人工蜂群算法存在的收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,利用自由搜索算法中的信息素、灵敏度模型代替传统的轮盘赌选择模型,并引入OBL策略产生新蜜源取代每次迭代的最差蜜源,提出了一种改进的人工蜂群算法,并结合NIT技术建立一种新的多峰优化方法.对9个标准测试函数仿真表明本文提出的改进算法不仅大大提高了最优解的精度而且缩短了运行时间,改进性能明显优于现有人工蜂群算法.实例测试表明该方法能够有效、精确地搜索各个峰值点.     

基于马尔可夫链的人工蜂群算法

分析了人工蜂群算法及部分国内外学者提出的改进算法,针对局部搜索能力差和容易陷入局部最优解的缺点,根据马尔可夫链预测已知解空间的发展趋势,提出了一种基于马尔可夫链的改进人工蜂群算法（MABC）,通过伪代码给出了算法的运行过程,从收敛性能和算法复杂度2个方面分析了人工蜂群算法、一种典型的改进算法和MABC算法的性能.最后以10个典型函数为测试用例,从结果精度、收敛速度、分割参数和运行时间4个方面进行验证,实验结果表明,MABC算法在求解精度和收敛速度上高于ABC算法,但运行时间略长,验证了理论分析的结果.     

集成学习人工蜂群算法

为了抑制人工蜂群算法中的早熟收敛问题,提出一种集成学习框架,挖掘种群中的有用信息来抑制早熟。当个体产生候选解的时候,通过对所有好于当前解的个体线性组合,产生一个集成最优解;然后利用相应的人工蜂群算法的搜索公式产生候选解,该公式中的全局最优解被集成最优解代替。该框架通过产生更有希望的个体带领算法进化,帮助算法逃离局部最优解。实验表明,新的集成学习框架显著地提高了全局最优解引导的人工蜂群算法的性能,而没有增加算法的计算复杂度,且该框架可提高全局最优解引导的差分、粒子群算法的性能。     

改进基于记忆的人工蜂群算法

基于记忆的人工蜂群算法(ABCM)通过记住成功使用的邻居和系数指导人工蜂群下一步的搜索,需消耗多次函数评价收敛到吸引子,且始终使用与上次相同的排斥系数,造成收敛速度不快、多样性不足,易陷入局部最优解.提出一种改进ABCM(IABCM),当使用吸引系数时,候选解只消耗一次函数评价收敛到吸引子,如果候选解好于当前解,则替换当前解,否则直接删除该记忆,这样可以利用尽量小的代价得到尽量大的收益.当使用排斥系数时,该系数的数值部分重新随机生成,以增加多样性和随机性,有利于算法跳出局部最优解.在22个不同类型函数上的实验表明,IABCM在收敛速度和精度方面明显优于ABCM.     

约束多目标人工蜂群算法

为提高约束多目标进化算法的收敛性和解集分布性,提出一种基于人工蜂群算法的改进约束多目标进化算法CMABC。在利用外部种群分别存储较优可行解和不可行解处理约束条件的基础上,根据约束多目标问题的特点,对外部种群的更新方式、迭代种群的更新方式及人工蜂群算法进行改进。实验仿真结果表明,CMABC相对于目前性能较好的MOABC及HPSO具有一定优势,能够在保证良好收敛性的同时,使获得的Pareto最优解集具有更均匀的分布性和更广的覆盖范围,适合于约束多目标优化问题的求解。     

人工蜂群算法及其在组合优化中的应用研究

人工蜂群算法是一种启发式算法,通过模拟自然界蜂群觅食过程来解决现实中的优化问题。算法中将每只蜜蜂看做一个智能体,若干智能体间相互合作,高效地完成对目标的搜索、优化。总结人工蜂群算法用于解决组合优化问题的一般方法,以O-1背包问题为例对算法进行仿真测试,实验结果表明：人工蜂群算法有效且优于存在的蚁群算法。     

混沌协方差矩阵自适应进化策略优化算法

为了改进进化策略算法的性能,提出了一种混沌协方差矩阵自适应进化策略(ChaosCMA-ES)算法,该算法在协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)算法的基础上引入了混沌算子,并利用其更新种群中心的位置,使得种群具备良好的全局搜索能力。试验结果表明,本文算法对复杂多峰函数的寻优效果好于其他几种算法。最后,将本文算法用于优化网络安全态势的预测模型,预测结果的精度高于其他方法。