[發明專利]一種土地利用空間布局人工免疫優化模型的并行化方法

有效

• 申請號: 201310424814.3
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103440540A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉耀林;趙翔;劉艷芳;劉殿鋒;何建華;焦利民
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種土地利用空間布局人工免疫優化模型的并行化方法，其特征在于：分解面向土地利用空間布局優化的多目標人工免疫模型，分解結果包括種群初始化算子、目標向量計算算子、選擇算子、克隆算子、變異算子、種群更新算子和解碼算子；構建免疫算子數組，將需要迭代執行的算子按順序存入免疫算子數組，需要迭代執行的算子包括克隆算子、變異算子、目標向量計算算子、選擇算子和種群更新算子；

???面向土地利用空間布局優化的求解包括以下步驟，

步驟1，種群初始化算子和目標向量計算算子的并行執行，包括根據初始種群規模M和計算資源提供的線程數N，開辟N-1個新線程，由主控線程將M個初始抗體的生成和相應目標向量計算的任務平分到N個線程上并行執行，新種群生成并計算新種群各抗體相應目標向量完畢后，所有抗體回歸到主控線程，，新開辟的N-1個線程被注銷；

步驟2，進行選擇算子的串行執行，包括在主控線程上進行選擇操作，得到規模為X的非支配解集，其中，X為預設的解集規模數；

步驟3，開始根據免疫算子數組運行，首先是克隆算子的并行執行，包括開辟N-1個新線程，由主控線程將X個非支配解集平均分配到N個線程上，并根據克隆系數C，在每個線程上將原有的抗體復制C份，然后合并到主控線程中，形成規模為X×C的新的臨時種群，新開辟的N-1個線程被注銷；

步驟4，變異算子的并行執行，包括開辟N-1個新線程，由主控線程將規模為X×C的臨時種群平均分配到N個線程上，由各個線程并行地完成對分配到的抗體的變異操作，完成后將變異后的種群返回給主線程，形成規模為X×C的變異后的臨時種群，新開辟的N-1個線程被注銷；

步驟5，目標向量計算算子的并行執行，包括開辟N-1個新線程，由主控線程將規模為X×C的變異后的臨時種群平均分配到N個線程上，由各個線程并行地完成對分配到的抗體的目標向量計算操作，完成將各線程所得結果返回給主控線程，新開辟的N-1個線程被注銷，；

步驟6，進行選擇算子的串行執行，包括在主控線程上進行選擇操作，得到規模為X的非支配解集，其中，X為預設的解集規模數；

步驟7，種群更新算子的串行執行，包括在主控線程上進行種群更新操作，然后判斷當前迭代次數是否已達到預設的迭代次數G，若達到則執行步驟8，否則返回步驟3繼續根據免疫算子數組迭代操作；

步驟8，解碼算子的并行執行，包括開辟N-1個新線程，由主控線程將當前的規模為X的非支配解集分配到N個線程上并行地執行解碼操作，各線程將其分配到的抗體進行解碼，分別以柵格文件的形式輸出為土地利用空間布局優化方案；輸出完畢后，各線程注銷。

2.根據權利要求1所述土地利用空間布局人工免疫優化模型的并行化方法，其特征在于：分解結果中還包括自定義算子，免疫算子數組中需要迭代執行的算子按順序分別是克隆算子、變異算子、自定義算子、目標向量計算算子、選擇算子、種群更新算子，步驟4進行變異算子的并行執行后進行自定義算子的執行。

3.根據權利要求1或2所述土地利用空間布局人工免疫優化模型的并行化方法，其特征在于：初始種群規模M和解集規模數X是計算資源提供的線程數N的整數倍。