基于人工蜂群算法的約束優(yōu)化問(wèn)題研究.pdf

1、實(shí)際生活中的許多問(wèn)題都可以轉(zhuǎn)化為約束優(yōu)化問(wèn)題來(lái)處理，而約束問(wèn)題的求解往往是工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。人工蜂群(ABC)算法為求解約束優(yōu)化問(wèn)題提出了一種新的思路，它和其他群智能算法一樣，具有并行性高、魯棒性好和通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
　　初始蜜源的質(zhì)量對(duì)ABC算法的性能影響很大，甚至不少的ABC算法都要求其是可行的，但是傳統(tǒng)的隨機(jī)搜索很難得到令人滿意的結(jié)果，尤其是對(duì)于可行域占較小比例的強(qiáng)約束優(yōu)化問(wèn)題。為了提高初始蜜源的質(zhì)量和增強(qiáng)ABC算法的尋優(yōu)效

2、率，本文建立RCGABC算法模型，可以根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)靈活的選擇比例系數(shù)，生成滿足需要的高質(zhì)量初始可行蜜源。首先，利用蒙特卡洛法近似模擬問(wèn)題可行域在搜索域中占的比例，設(shè)置相應(yīng)的控制參數(shù);其次，利用改進(jìn)的ABC算法生成滿足需要的可行蜜源集S1;然后，根據(jù)本文建立的隨機(jī)壓縮搜索算法(RCSA)對(duì)蜜源集S1進(jìn)行擴(kuò)充，得到可行蜜源集S2;最后，利用聚類(lèi)算法將可行蜜源集S2進(jìn)行分類(lèi)，并根據(jù)蜜源的空間距離通過(guò)貪婪準(zhǔn)則選取最優(yōu)蜜源。為了驗(yàn)證算法的有效性

3、，本文選取兩個(gè)較為復(fù)雜的測(cè)試函數(shù)，關(guān)于計(jì)算時(shí)間和蜜源多樣性兩個(gè)方面，分別利用隨機(jī)法、ABC算法、隨機(jī)壓縮法以及RCGABC算法進(jìn)行Matlab編程實(shí)驗(yàn)，通過(guò)結(jié)果的對(duì)比分析，進(jìn)而驗(yàn)證本文的RCGABC算法的高效性。
　　關(guān)于連續(xù)函數(shù)的約束優(yōu)化問(wèn)題，本文建立改進(jìn)混合人工蜂群算法求解模型。首先，利用RCGABC算法生成初始可行蜜源集;然后，針對(duì)采蜜蜂和觀察蜂建立自適應(yīng)鄰域搜索方式如下式:new_Xji=Xji+Φji·（Xji-Xjk)

4、+Ψji·（Xjgi-Xji）
　　改進(jìn)后的鄰域搜索操作在原始鄰域搜索公式中加入全局最優(yōu)蜜源指引項(xiàng)（Xjgi-Xji），同時(shí)根據(jù)當(dāng)前蜜源集的結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)自適應(yīng)加速因子Ψji，以及根據(jù)算法的進(jìn)化代數(shù)設(shè)計(jì)自適應(yīng)比例因子Φji，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)控蜂群向鄰域蜜源和最優(yōu)蜜源的搜索步長(zhǎng)，增強(qiáng)算法的適應(yīng)和尋優(yōu)能力;其次，采用基于模擬退火策略的蜂群選擇機(jī)制，增強(qiáng)算法開(kāi)拓能力，加快算法的收斂速度;最后，建立基于有限制壓縮搜索算法(LCSA)和隨機(jī)壓縮搜

5、索算法(RCSA)的修補(bǔ)算子，保證蜜源在算法迭代過(guò)程中的可行性和多樣性，提高算法的搜索效率。為了驗(yàn)證本文算法模型的有效性，選用7個(gè)不同類(lèi)型的測(cè)試函數(shù)進(jìn)行編程實(shí)驗(yàn)，并將多次運(yùn)行得到的結(jié)果與罰函數(shù)ABC算法、罰函數(shù)遺傳算法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文算法無(wú)論在最優(yōu)解質(zhì)量還是在收斂速度上都是最好的。
　　關(guān)于組合約束優(yōu)化問(wèn)題，本文建立NDABC算法求解模型。首先采用序號(hào)編碼方式表示約束問(wèn)題的變量集，隨機(jī)生成序號(hào)集的全排列作為算法的初始蜜源，根據(jù)問(wèn)

6、題的特點(diǎn)采用貪婪準(zhǔn)則和禁忌搜索策略生成相應(yīng)的實(shí)際組合方案;然后針對(duì)序號(hào)編碼的蜜源建立自適應(yīng)的鄰域搜索方式，根據(jù)算法的迭代過(guò)程自適應(yīng)的設(shè)置序號(hào)操作個(gè)數(shù)，并根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的操作方式，自適應(yīng)操作如下式所示:ME(cycle)=([)rand(0,1)·MEmrise×[1-（cycle/Maxcycle)2]」+MEmin
　　其中，cycle和Maxcycle分別為當(dāng)前和最大進(jìn)化代數(shù)，MEmrise和MEmin分別表示最大序號(hào)