基于開(kāi)放讀碼框架的改進(jìn)GEP算法研究.pdf

1、基因表達(dá)式編程(Gene Expression Programming,GEP)采用了 GA(Genetic Algorithm,GA)中簡(jiǎn)潔線性編碼方式，同時(shí)通過(guò)基因解碼算法把線性基因線性串映射成復(fù)雜的樹(shù)結(jié)構(gòu)，綜合了GP(Genetic Programming,GP)中種群個(gè)體能夠表示復(fù)雜問(wèn)題解空間的特點(diǎn)，從而達(dá)到了使用簡(jiǎn)短的線性串表示的個(gè)體處理復(fù)雜問(wèn)題的目的，并在搜索性能上提高了2~4個(gè)數(shù)量級(jí)。本文在對(duì)GEP解空間搜索效率的研究中發(fā)

2、現(xiàn)，不管是局部搜索效率還是全局搜索效率，都存在搜索效率不高的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，本文主要在開(kāi)放讀碼框架（Open Read Frame,ORF）的理論基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)的GEP算法:
　　(1)在對(duì)GEP的遺傳算子和ORF的研究發(fā)現(xiàn)，基因存在非編碼區(qū)，如果基因的重組、插串等遺傳操作發(fā)生在這段非編碼區(qū)內(nèi)，則染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式樹(shù)將還是同遺傳操作之前相同，從而導(dǎo)致算法對(duì)解空間的重復(fù)搜索，降低了算法的搜索效率。根據(jù)這一傳統(tǒng)GEP遺傳算子

3、的缺陷，重新設(shè)計(jì)重組算子和插串算子用于GEP算法以提高空間搜索能力。這種算子從基因的編碼區(qū)中選取作用點(diǎn)，以保證遺傳操作將改變編碼區(qū)中的基因片段，從而使遺傳操作后的基因能映射成不同的表達(dá)式樹(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的GEP算法縮短了進(jìn)化代數(shù)，提高了進(jìn)化成功率。
　　(2)根據(jù)對(duì)整個(gè) GEP算法的流程發(fā)現(xiàn)，在演化進(jìn)行到后期，種群趨于同一化，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了算法對(duì)全局解空間搜索能力的不足。針對(duì)這一問(wèn)題，本文從相同或相似基因解碼結(jié)構(gòu)的所占比例考慮