[發(fā)明專利]一種基于多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010047160.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN111291854A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志;李鵬航;朱李楠;沈國江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N3/00
• 分類號(hào): G06N3/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張慧英

1.一種基于多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)利用塊編碼的方式確定多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的參數(shù)并初始化種群；并計(jì)算種群中每個(gè)個(gè)體適應(yīng)度值并判斷容量限定,舍棄不滿足容量要求的個(gè)體；

(2)雇傭蜂采用經(jīng)差分進(jìn)化策略、異維學(xué)習(xí)策略以及三角因子振蕩策略改進(jìn)后的方程進(jìn)行循環(huán)搜索；觀察蜂采用經(jīng)高斯分布策略改進(jìn)后的搜索方程進(jìn)行循環(huán)搜索；

(3)設(shè)定記錄板記錄蜜蜂的搜索狀態(tài)，根據(jù)記錄板的內(nèi)容確定是否產(chǎn)生偵查蜂，并且偵查蜂采用經(jīng)差分進(jìn)化策略、異維學(xué)習(xí)策略改進(jìn)后的搜索方程開始搜索；判斷是否達(dá)到終止條件,若是則輸出結(jié)果；否則，重復(fù)上述步驟繼續(xù)求解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的優(yōu)化方法，其特征在于：所述在步驟(1)中，利用塊編碼的方式設(shè)定多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的參數(shù)：蜂群數(shù)量NP、食物源數(shù)量NP/2、控制參數(shù)limit、最大循環(huán)數(shù)MaxCycle、D維解空間；并且在解空間隨機(jī)產(chǎn)生初始解X_i(i＝1，2,…,NP),計(jì)算其適應(yīng)度值：即它表示第g代種群的第d個(gè)個(gè)體,且表示第i級(jí)的第k個(gè)基因位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟(2)中，利用差分進(jìn)化策略和異維學(xué)習(xí)策略，為雇傭蜂提供了更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，避免了單一維度尋優(yōu)的問題，從而大大提高了雇傭蜂的全局搜索能力；此外，通過引入三角因子振蕩策略、全局精英解和自適應(yīng)權(quán)重因子，可以進(jìn)一步提高雇傭蜂的全局搜索能力；利用全局精英解，可以有效地將當(dāng)前種群的搜索方向向更好的解靠近；此外，自適應(yīng)權(quán)重因子可以動(dòng)態(tài)調(diào)整步長；在迭代初期，權(quán)重因子被用來擴(kuò)展搜索空間，而在后期，它使個(gè)體進(jìn)行精細(xì)搜索并收斂到最優(yōu)位置；此處雇傭蜂按如下公式搜索新解：

其中,cos(λ)為三角振蕩因子，且λ是在[3.14，π]范圍內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，r,r₁,r₃∈{1,2，…，NP},且r≠r₁≠r₂,F＝2，K₁，K₂，K₃∈{1,2，…，D}，且K₁≠K₂≠K₃,ξ為自適應(yīng)權(quán)重因子且ξ＝(maxCycle-iter)/maxCycle，是在[-1,1]范圍內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，x_ge是全局精英解；

在觀察蜂階段，引入一種具有自適應(yīng)高斯分布因子的變異策略來克服觀察蜂的缺點(diǎn)，使得觀察蜂在迭代初期獲得更多的食物源，從而避免后期過度開發(fā)；并且在觀察蜂階段，使用差分進(jìn)化策略和異維學(xué)習(xí)策略來尋找新的食物源；此處觀察蜂按照如下公式產(chǎn)生新解,并計(jì)算其適應(yīng)度值；

其中，γ服從均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為0.5的高斯分布，其余參數(shù)和雇傭蜂相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多種改進(jìn)策略的人工蜂群算法的優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟(3)中，在偵查蜂階段，引入一個(gè)記錄板來記錄蜜蜂的狀態(tài)并將信息反饋給偵察蜂；具體地說，即設(shè)置一個(gè)控制參數(shù)ε值為10^-5作為閾值，如果記錄板上的適應(yīng)度值在五次連續(xù)迭代中沒有變化或者在小于ε的范圍內(nèi)變化，偵查蜂將采用公式進(jìn)行搜索，各參數(shù)與上述式子相同，一旦達(dá)到算法的終止條件，輸出最后的結(jié)果。