免疫進(jìn)化計(jì)算及其應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，在信息科學(xué)和生命科學(xué)相互交叉滲透的研究領(lǐng)域，由生物免疫理論啟發(fā)的人工免疫系統(tǒng)，是繼人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳進(jìn)化計(jì)算之后，計(jì)算智能領(lǐng)域中的又一個(gè)研究熱點(diǎn)，在國(guó)際上引起了越來(lái)越多學(xué)者的極大興趣，研究方向已涉及優(yōu)化計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、病毒檢測(cè)、故障診斷、控制工程和數(shù)據(jù)分析等諸多領(lǐng)域。本文主要進(jìn)行了免疫進(jìn)化計(jì)算及其應(yīng)用于多模態(tài)優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究工作。 本文的研究?jī)?nèi)容和主要貢獻(xiàn)可歸納為以下六個(gè)方面：1.以免疫系統(tǒng)本身的智能化機(jī)制和從中

2、抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，構(gòu)建了一個(gè)具有方法論意義的通用免疫進(jìn)化算法模型框架；利用馬爾柯夫鏈理論進(jìn)行了算法的收斂性證明和計(jì)算復(fù)雜性分析；實(shí)施了求解TSP問(wèn)題和對(duì)經(jīng)典測(cè)試函數(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)與傳統(tǒng)算法的比較，驗(yàn)證了免疫進(jìn)化算法的有效性及其應(yīng)用方向。2.基于通用免疫進(jìn)化算法的模型框架，設(shè)計(jì)了一套完整的多模態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的求解體系和若干多模態(tài)免疫優(yōu)化算法；對(duì)不同算法分別進(jìn)行了大量的實(shí)例研究和仿真實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)與其它同類算法的比較，驗(yàn)證了各自的

3、有效性、自適應(yīng)能力和較少的計(jì)算量。3.從理論上分析、提出并證明了多模態(tài)優(yōu)化算法的完全收斂性問(wèn)題；設(shè)計(jì)了多模態(tài)免疫優(yōu)化算法中典型免疫算子的實(shí)現(xiàn)形式，并通過(guò)形式化的定義、運(yùn)行機(jī)理分析和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推理，證明了其完全收斂性、收斂的穩(wěn)定性、快速收斂能力及較低的計(jì)算復(fù)雜性等等，基本形成了完善的免疫進(jìn)化計(jì)算的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用體系。4.設(shè)計(jì)了一種基于雙重免疫算法的動(dòng)態(tài)模糊系統(tǒng)模型，用于抗體基因的生成；并提出了一種集成負(fù)選擇算子的免疫多克隆選擇算法，用于抗

4、體基因的進(jìn)化。5.以通用免疫計(jì)算框架為指導(dǎo)，結(jié)合粗集理論的屬性約簡(jiǎn)算法，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于免疫Agent的分布式網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)模型；并實(shí)際開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有基因進(jìn)化能力的自適應(yīng)免疫入侵檢測(cè)原型系統(tǒng)。6.模擬生物免疫系統(tǒng)的多層防御機(jī)制，研究并提出了一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全免疫體系，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一個(gè)包括防護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)、容侵和恢復(fù)等五層防御機(jī)制的集成網(wǎng)絡(luò)免疫系統(tǒng)分層模型，并簡(jiǎn)單探討了該模型的自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力。 這些研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)支持的主要