雨滴計(jì)算模型的研究.pdf

1、針對(duì)當(dāng)前自然計(jì)算模型中普遍存在的全局與局域搜索過(guò)程之間的平衡問(wèn)題，本文通過(guò)借鑒自然界下雨及雨滴受重力影響沿地形垂直徑向局部流動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程;探討了一種雨滴計(jì)算模型的實(shí)現(xiàn)方法。
　　 該模型的主要思想是模擬雨滴的形成、擴(kuò)散、流動(dòng)和在地表面凹點(diǎn)處的自然聚合等自然現(xiàn)象，采用基于相對(duì)距離的凝結(jié)方式產(chǎn)生雨滴，在此基礎(chǔ)上采用半確定搜索模式，即雨滴隨機(jī)產(chǎn)生使全局搜索具有不確定性，而擴(kuò)散操作作用于鄰域使局部搜索方向確定，并將搜索全局最優(yōu)解和局部極

2、值的過(guò)程處于并行計(jì)算狀態(tài)，同時(shí)利用不同時(shí)間段雨滴群的隱含信息以確保計(jì)算過(guò)程的穩(wěn)定性和算法的全局收斂性。
　　 該模型的主要步驟：首先，自然界雨滴的成因，使得雨滴在某一特定的連續(xù)時(shí)間區(qū)間內(nèi)不會(huì)過(guò)于頻繁地落在同一地表面位置，進(jìn)而不斷產(chǎn)生的新雨滴實(shí)現(xiàn)對(duì)未知領(lǐng)域的搜索；其次，雨滴本身具有一定的質(zhì)量，使其在地表面發(fā)生擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部鄰域的搜索；然后，受重力影響的雨滴不斷徑向流動(dòng)，延續(xù)了局部搜索的過(guò)程，并且向局部極值流動(dòng)；最終，匯聚到地表面

3、凹點(diǎn)處的雨滴盡可能的包含了所求復(fù)雜問(wèn)題的全部解的信息。模型中雨滴以群的方式存在，實(shí)現(xiàn)全局和局部搜索的并行，該模型是建立在深入細(xì)致的觀察和分析整個(gè)下雨過(guò)程以及雨滴自身特征等的工作基礎(chǔ)之上。
　　 本文進(jìn)一步對(duì)模型進(jìn)行理論分析，證明其收斂性，得到了其計(jì)算復(fù)雜度，并使用該模型應(yīng)用于經(jīng)典的多模函數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)大量的標(biāo)準(zhǔn)多模測(cè)試函數(shù)的仿真計(jì)算，結(jié)果表明該模型在求解多模函數(shù)優(yōu)化問(wèn)題時(shí)優(yōu)于以opt-aiNet為代表的自然計(jì)算方法。同時(shí)，在收