基于改进型进化机制的萤火虫优化算法

分析了萤火虫算法的进化计算机制,并利用实例对萤火虫算法中容易发生进化过早停滞的原因进行了研究。提出了一种基于新型进化计算模式的改进型萤火虫优化算法,该算法在进化初期利用种群最优萤火虫激发群中其他个体的寻优能力,在萤火虫相互之间建构了有效的信息交互网络后,各萤火虫将借助各自视觉范围内的更优近邻个体完成后期搜索和进化,当种群陷入局部最优区域时,利用高斯变异改善萤火虫个体的多样性。利用标准测试函数进行了实验分析,结果表明,改进后的萤火虫算法能有效改善过早进化停滞问题。     

基于改进萤火虫优化算法的视频监控图像增强

针对视频图像增强问题中连续多帧图像序列中的像素相关性,建立了一种有效的视频图像增强模型,将视频连续图像增强问题转化为从原始低质量图像像素序列到高质量增强图像像素序列的寻优问题。基本萤火虫(GSO)算法具有容易陷入极值振荡和局部最优的缺陷,为了解决这个问题,在位置更新策略中引入了全局最优个体影响因子与局部最优个体影响因子,同时为了保证迭代过程中荧光素更新的多样性,对萤火虫荧光素的挥发及增益系数进行改进,提出了改进萤火虫(IGSO)算法。结合视频图像增强问题特性,重新定义了算法的群体的输入、萤火虫的荧光素和位置更新运动方程,设定了优化目标函数准则。最后典型的道路和室内监控视频图像增强实例验证了所提出的模型和算法的可行性。     

精英正交学习萤火虫算法

针对萤火虫算法后期收敛较慢以及求解精度不高的问题,提出了精英正交学习萤火虫算法。该算法利用精英萤火虫采用正交学习策略来构造指导向量,以保存和发现最优方向信息,从而引导群体更准确地飞向全局最优区域。同时,还采用了自适应步长技术来更好地平衡算法探索与开发能力,采用最小吸引力参数保证高维空间距离过大的个体之间的相互吸引。在6个经典测试函数上与标准萤火虫算法及其它3种改进的萤火虫算法进行了对比,实验结果表明,提出的算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度。     

一种改进萤火虫算法的模糊聚类方法

模糊C均值聚类容易受噪声数据影响,进而影响聚类准确率.鉴于此,提出了一种改进萤火虫算法的模糊聚类方法.该方法首先在萤火虫算法中引入Chebyshev映射初始化种群的分布;然后提出一种自适应步长方法来平衡探索与开发能力;最后在局部搜索过程中对每次迭代的最优个体加入高斯扰动策略,使其跳出局部最优.该过程拥有良好的寻优能力,...     

基于Levy飞行的萤火虫模糊聚类算法

针对模糊C均值（FCM）聚类算法易受初始聚类中心影响而陷入局部最优问题,提出了一种基于Levy飞行的萤火虫模糊聚类算法（LFAFCM）。该算法改变萤火虫算法的随机移动策略,以平衡算法局部搜索和全局搜索能力;萤火虫位置更新过程中引入Levy飞行机制,以提高全局寻优能力;根据迭代次数和萤火虫位置动态调整每个萤火虫的尺度系数,以限制Levy飞行可搜索范围,并加快算法收敛速度。利用5个UCI数据集对算法进行实验验证,实验结果表明,该算法有效避免了陷入局部最优并具有较快的收敛速度。     

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。     

基于维度加权的改进萤火虫算法

萤火虫算法是一种基于生物群智能的仿生优化算法,具有概念简明、需要设置的参数少、容易实现等特点。但标准萤火虫算法容易陷入局部最优,尤其是针对高维优化函数时更甚。文献[1]提出了一种基于对偶和维度的改进算法,在种群初始化和算法迭代等方面给出了改进。基于维度加权的方法对文献[1]中提出的算法给出新的改进。算法综合考虑了当前最优萤火虫信息和部分萤火虫信息。实验结果的比较表明,改进后的算法体现了较为突出的优越性。     

改进的萤火虫算法在神经网络中的应用

基本萤火虫算法存在容易陷入局部最优及收敛速度低的问题,提出了一种改进进化机制的萤火虫算法（IEMFA）。在群体进化过程中赋予萤火虫改进的位置移动策略,并利用改进后的萤火虫算法来优化传统BP神经网络的网络参数。测试结果表明,基于改进萤火虫算法的BP神经网络具有更好的收敛速度和精度。     

基于混沌理论的动态种群萤火虫算法

针对萤火虫算法在全局寻优搜索中收敛速度慢、求解精度低,易陷入局部极值区域等缺陷,提出一种基于混沌理论的动态种群萤火虫算法。首先,该算法采用立方映射产生的混沌序列对萤火虫位置进行初始化,为全局搜索的多样性奠定基础; 其次,通过对种群的动态监测,每当算法满足预设条件时,基于混沌序列生成部分新的个体,以提高算法的收敛速度; 最后,对每一代产生的全局最优解,适时采用高斯扰动进行变异操作,使算法更具有跳出局部极小的能力。通过对6个复杂Benchmark函数进行测试,实验结果表明,该算法提高了全局搜索能力、收敛速度和解的精度。     

基于模拟退火的混合萤火虫Memetic算法

针对标准萤火虫算法（FA）,首先,从数学理论上分析并揭示了其存在的种群过早收敛、容易陷入局部最优等不足,然后提出一种基于模拟退火的混合萤火虫Memetic算法。该算法利用标准萤火虫算法对上一代种群进行全局搜索以保持种群的多样性和算法的全局探索能力;使用模拟退火算子对当前种群中的部分个体进行局部搜索,以一定概率接受适应度较差的个体以避免算法陷入局部最优,该算法同步进行萤火虫吸引过程和模拟退火过程以降低算法复杂度。最后,对该算法在10个标准测试函数上进行对比仿真实验。实验结果表明,该算法在6个测试函数中均能找到最优解,最优值、平均值、方差等指标比对比算法高出一定数量级,在4个复合函数中效果均优于萤火虫算法。     

一种基于荧光素扩散的人工萤火虫算法

人工萤火虫算法是一种新型的搜索算法,其模拟自然界萤火虫利用荧光素进行联系而表现出的社会性行为。在基本萤火虫算法中,萤火虫之间存在协作不足,易陷入局部最优的缺陷。提出了一种新的更接近自然界萤火虫信息交流系统的萤火虫算法。该算法通过建立荧光素扩散模型,使相距较近的萤火虫之间能更好地进行协作。数值仿真实验结果表明,基于荧光素扩散的萤火虫算法,在全局性和收敛性方面比基本萤火虫算法有显著的提高。     

人工萤火虫与差分进化混合优化算法

人工萤火虫优化算法在寻找函数全局最优值时存在着收敛速度慢、易陷入局部最优、收敛成功率和计算精度低等缺点,为此,文中将人工鱼群算法的觅食行为嵌入到人工萤火虫算法,并与差分进化算法融合,提出一种基于人工萤火虫与差分进化的混合优化算法.最后,通过4个典型测试函数和1个应用实例进行测试,结果表明所提出的混合算法收敛速度快,计算精度高,其整体逼近性能比基本人工萤火虫和差分进化算法更优.     

带高斯变异的人工萤火虫优化算法

针对基本萤火虫优化算法在求解函数全局最优值时的不足,提出了一种带高斯变异的人工萤火虫优化算法。该算法在萤火虫的移动过程中,应用了高斯变异策略,从而在一定程度上避免了算法陷入局部最优,且能获得精度更高的解。通过对六个标准测试函数进行测试,结果表明,改进后的人工萤火虫算法比基本萤火虫优化算法有更高的收敛速度、求解精度和收敛成功率。     

一种用Powell方法局部优化的人工萤火虫算法

针对人工萤火虫算法在寻找函数全局最优值时,存在着收敛速度慢、易陷入局部最优、收敛成功率和求解精度低等不足,利用Powell方法强大的局部优化能力,将其作为一局部搜索算子嵌入到人工萤火虫算法,提出一种用Powell方法局部优化的人工萤火虫算法。最后,8个标准函数测试结果表明,改进后人工萤火虫算法在收敛速度、精度和稳定性方面都优于人工萤火虫算法。     

带交尾行为的混沌人工萤火虫优化算法

针对基本萤火虫优化(GSO)算法在求解全局优化问题存在易陷入局部极小值、收敛速度慢和求解精度不高等缺陷,首先对基本萤火虫优化算法采用混沌搜索技术进行初始化,使算法获得质量较高且分布较均匀的初始解,在此基础上再引入交尾行为,提出了一种带交尾行为的混沌萤火虫优化算法(MCGSO)。该算法在一定程度上防止了基本GSO算法易陷入局部最优,且能够获得精度更高的解甚至可达到理论最优解。最后,通过对8个标准测试函数进行测试,测试结果表明,带交尾行为的混沌萤火虫优化算法比基本萤火虫优化算法有更高的收敛速度和求解精度。     

基于改进T-S模糊神经网络的交通流量预测

在萤火虫优化算法和T-S模糊神经网络的基础上,提出了一种采用萤火虫算法优化的T-s模糊神经网络预测交通流量的算法。该算法利用萤火虫算法得到T_s模糊神经网络的最优参数配置,从而能发挥T-s模糊神经网络泛化的映射能力。将该算法应用到实测交通流中进行算法的有效性验证,并与传统的T-s模糊神经网络和遗传算法优化的T-S模糊神经网络进行比较,仿真结果表明该算法具有更高的预测准确性,从而证明了该算法在交通流量预测领域的可行性和有效性。     

细胞膜机制萤火虫算法优化多阈值Otsu图像分割

图像阈值分割是将灰度图像转换为二值图像的常用图像分割方式.经典多阈值Otsu算法对复杂图像进行分割取得了很好的效果,但是其采用穷举方法来寻找最优阈值是非常耗时的.针对这一问题,本文提出了一种基于细胞膜和自适应步长萤火虫混合优化算法的多阈值Otsu图像分割方法.利用萤火虫算法的启发式搜索来寻找图像分割的最优阈值很好地降低了算法的时间复杂度,并且在萤火虫算法中混合细胞膜算法很好地解决了萤火虫算法的"早熟"现象.实验结果表明,与经典多阈值Otsu法和萤火虫算法优化多阈值Otsu法相比,本文提出的算法具有更高的收敛速度和更好的图像分割效果,并且有效解决了萤火虫算法易陷入局部最优的问题.     

混沌萤火虫优化算法的研究及应用

针对基本萤火虫群优化算法的早熟收敛,易陷入局部最优值,求解精度不高等问题,提出了一种基于切比雪夫映射的混沌萤火虫优化算法。利用混沌系统的随机性和遍历性初始化萤火虫群,获得了质量较高且分布较均匀的初始解;同时对部分适应值低的个体进行了混沌优化,以提高种群的多样性。对4个标准测试函数进行了仿真实验,结果表明该算法的求解精度、全局搜索能力优于基本萤火虫优化算法。将改进算法应用于车辆路径问题的求解中,结果表明了改进算法的有效性。     

Glowworm swarm optimization algorithm with topsis for solving multiple objective environmental economic dispatch problem

A new glowworm swarm optimization (GSO) algorithm is proposed to find the optimal solution for multiple objective environmental economic dispatch (MOEED) problem. In this proposed approach, technique for order preference similar to an ideal solution (TOPSIS) is employed as an overall fitness ranking tool to evaluate the multiple objectives simultaneously. In addition, a time varying step size is incorporated in the GSO algorithm to get better performance. Finally, to evaluate the feasibility and effectiveness of the proposed combination of GSO algorithm with TOPSIS (GSO–T) approach is examined in four different test cases. Simulation results have revealed the capabilities of the proposed GSO–T approach to find the optimal solution for MOEED problem. The comparison with own coded weighted sum method incorporated GSO (WGSO) and other methods reported in literatures exhibit the superiority of the proposed GSO–T approach and also the results confirm the potential of the proposed GSO–T approach to solve the MOEED problem.