元胞蚂蚁算法的收敛性分析

提出一种新的优化算法，元胞蚂蚁算法，该算法将元胞自动机的邻居和规则引入传统的蚂蚁算法，实验结果证明该算法可行且有效，有良好的全局优化能力。定义元胞蚂蚁算法的求解迭代过程为一个概率测度空间中的随机算子，利用随机不动点理论，证明了该算子为连续压缩算子，存在唯一的随机不动点，从而给出了元胞蚂蚁算法的收敛性的论证，为算法奠定了相应的理论基础。     

函数优化的元胞蚂蚁算法

蚂蚁算法是一种源于大自然中生物世界的新的仿生类算法,已在一系列困难的组合优化问题求解中取得了成效;元胞自动机作为一种离散的动态模型在大规模的仿真计算能力方面为研究系统的行为提供了有效的虚拟实验室.基于蚂蚁算法和元胞自动机的原理,提出了一种元胞蚂蚁算法及其数学描述,可用于求解连续系统的优化问题.算法在MATLAB环境下实现,并对一些难题实例进行了验证和测试,获得了较好的效果.     

若干扩展TSP的元胞蚂蚁算法

给出一种通用组合优化算法--元胞蚂蚁算法,并将其应用于一些扩展TSP问题(包括瓶颈TSP、最小比率TSP、时间约束TSP等)的求解.经过数据测试和验证,获得了较好的结果.     

基于蚂蚁元胞自动机的地铁通道双向行、流仿真

通过对北京市地铁通道内行人走行特性的观测,分析了对向行人具有右侧行走、跟随行走、右侧避让对向行人、对后方信息缺乏关注、与对向行人的位置互换以及行人趋于选择最短路径等行为特性及交通特性.结合蚂蚁在走过的路径上留有信息素的思想,提出了反映双向行人走行特性的元胞自动机更新规则,建立了基于蚂蚁算法的元胞自动机模型,并研究了信息素挥发系数对仿真结果的影响.仿真实例表明,该模型能有效显现双向通道内的行人走行特性.     

非线性0-1规划的元胞蚁群算法

基于元胞自动机原理和蚁群优化算法,提出一种求解非线性0-1规划问题的元胞蚁群优化算法。该算法将元胞的演化规则和蚁群的信息素更新规则相结合,利用元胞及其邻居增强搜索过程的多样性,提高蚁群的全局优化能力。经实验和与其他算法比较,表明该算法可行有效,有良好的全局优化能力。     

多目标0-1规划问题的元胞蚁群优化算法

为求解多目标0-1规划问题,基于元胞自动机原理和蚁群算法,提出一种元胞蚁群算法.将元胞演化规则和蚁群寻优相结合,提高非劣解集的多样性和分布性.经数值实验和已有算法相比较,该算法具有较好的性能.     

函数优化的量子蚂蚁算法

借鉴蚁群算法的进化思想,提出一种求解连续空间优化问题的量子蚂蚁算法.该算法主要包括全局搜索、局部搜索和信息素强度更新规则.在全局搜索过程中,利用信息素强度和启发式函数确定蚂蚁移动方向.在局部搜索过程中,提出了基于Delta势阱的量子搜索,以改善寻优性能,加快收敛速率.通过实例验证表明了该算法的有效性.     

基于BPSO的元胞自动机准周期三行为研究

为研究一维二值元胞自动机的一类重要的群体演化行为--准周期三行为,提出了基于离散粒子群的元胞自动机演化算法,并通过使用活性元胞迭代图的平均面积为适值函数,发现了具有准周期三行为的元胞规则.与遗传算法相比,基于离散粒子群的元胞演化算法的搜索效率更高.实验还进一步表明,准周期三行为是某些元胞规则的特定行为,一定条件下与元胞自动机的初始构型关系不大.     

带时间窗可回程取货车辆路径问题的元胞鱼群算法

在研究带时间窗可回程取货车辆路径问题数据模型的基础上,将人工鱼群算法的仿生学原理与元胞自动机的邻域邻域模型和状态迁移规则相结合设计了元胞鱼群算法.算法通过在每次迭代后进行元胞空间的信息交换,并利用交换序方法对鱼群算法进行重构,改善了对解空间的搜索性能.仿真实验结果表明,元胞鱼群算法有良好的寻优能力,具有一定的工程应用价值.     

车辆路径问题(VRP)的蚂蚁搜索算法

车辆路径问题(vehicle routing problem，VRP)是组合优化中一个典型的NP难题，理论上，目前仅能保证一些相对小规模的问题可求得最优解．基于近些年出现的新型智能优化思想：人工蚂蚁系统，给出了一种可快速求解VRP的蚂蚁搜索算法．通过定义基本的人工蚂蚁状态转移概率，并结合局部搜索策略，用迭代次数控制算法的运行时间，从而使该方法具有实用意义和可操作性．经一系列数据测试和验证，并与若干已有的经典算法相比较．获得了较好的结果．     

小波神经网络模型的改进及其应用

将优化函数的连续型蚁群算法与小波神经网络耦合,用蚁群算法优化神经网络的权值和小波参数,找到蚁群算法中信息素更新的最佳衡量标准,且建立了基于蚁群优化的小波神经网络模型,旨在准确预测水稻需水量,为制定合理的灌溉制度、提高水利用率提供科学依据.通过对三江平原富锦市1985至2001年的井灌水稻区全生育期需水量预测检验,确定网络结构为6-12-1,训练最大次数20次时网络收敛,误差精度达到0.0024.研究结果表明,该模型不但计算简便,而且具有较强的逼近能力、较快的收敛速度和较好的预报精度,并且为网络模型的参数优化提供一种新方法,也为预测、预报的研究拓宽新思路.     

A Quantum Computing Based Numerical Method for Solving Mixed-Integer Optimal Control Problems

Mixed-integer optimal control problems (MIOCPs) usually play important roles in many real-world engineering applications. However, the MIOCP is a typical NP-hard problem with considerable computational complexity, resulting in slow convergence or premature convergence by most current heuristic optimization algorithms. Accordingly, this study proposes a new and effective hybrid algorithm based on quantum computing theory to solve the MIOCP. The algorithm consists of two parts: (i) Quantum Annealing (QA) specializes in solving integer optimization with high efficiency owing to the unique annealing process based on quantum tunneling, and (ii) Double-Elite Quantum Ant Colony Algorithm (DEQACA) which adopts double-elite coevolutionary mechanism to enhance global searching is developed for the optimization of continuous decisions. The hybrid QA/DEQACA algorithm integrates the strengths of such algorithms to better balance the exploration and exploitation abilities. The overall evolution performs to seek out the optimal mixed-integer decisions by interactive parallel computing of the QA and the DEQACA. Simulation results on benchmark functions and practical engineering optimization problems verify that the proposed numerical method is more excel at achieving promising results than other two state-of-the-art heuristics.

     

基于解均匀度的车辆路径问题的自适应蚁群算法

蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，具有许多优良的性质，可以很好地解决旅行商问题(Traveling Salesman Problem，TSP)，但同时也存在计算时间长、易出现停滞等缺陷。在分析车辆路径问题(Vehicle Roulting Problem，VRP)与TSP区别的基础上，将蚁群算法应用于VRP的求解，通过引入解均匀度、选择窗口以及吸引力等概念对算法的转移策略和更新策略进行改进，构造了具有自适应功能的蚁群算法。实验仿真结果表明所设计的算法具有很强的搜索能力，计算效率较高，能够有效地解决加速收敛与停滞现象之间的矛盾。     

机车二系弹簧载荷调整混合算法优化方法

针对机车二系弹簧支承载荷均匀性分配调整的复杂多变量优化问题，提出了综合运用遗传算法（GA）和蚂蚁算法（AA）的混合优化调整算法模型。该算法模型首先采用GA进行全局快速随机搜索，获得若干候选的近似优化解，以此生成蚂蚁算法初始信息素分布，再用AA求得全局优化精确解。论文给出了混合算法模型的设计。对SS3b和SS9机车的仿真计算结果表明，该方法应用于二系调簧的多维连续性空间优化问题，可获求解性能和时间效率的综合提高。     

一种自适应蚁群算法及其仿真研究

蚁群算法是一种新型的进化算法，蚁群算法与其它进化算法同样存在易于限于局部最小点等缺陷。本文提出一种自适应的蚁群算法以克服上述缺陷。通过自适应地改变算法的挥发度等系数，本文中的算法可以在保证收敛速度的条件下提高解的全局性，通过对TSP问题的仿真证明本文中的算法相对与原始的蚁群算法收敛速度和解的性能都有一定的提高。     

求解航路规划优化问题的改进蚁群算法

航路规划是军事运筹研究的热点和难点问题。在对航路规划优化问题分析的基础上,综合考虑全航路暴露概率、被毁伤概率和航路航程,提出了基于改进蚁群算法的航路规划优化方法,通过引入挥发系数动态调整、信息素限幅控制、航路平滑算法和交叉算法,有效提高了算法的全局收敛性能和搜索速度。仿真结果表明,改进蚁群算法能够快速收敛并搜索到较满意合理的航路,可以为航路规划辅助决策研究提供借鉴和参考。     

用于连续域优化的蚁群算法及其收敛性研究

蚁群算法作为一种新的智能计算模式,由于其离散性本质而在组合优化问题上取得巨大成功,但这也限制了它在连续问题求解中的应用.为此,提出一种用于连续域寻优的改进蚁群算法.算法的局部搜索基于解决离散问题的经典蚁群优化思想,全局搜索利用Ant Walk和Ant Diffusion技术, 且每代寻优结束后均采用"精英策略"把本代最优个体保留到下一代中.最后在理论上对其进行了收敛性分析,证明可较快地收敛到全局最优解,并用几个基准函数对算法做了仿真测试,均取得良好效果.     

蚁群算法的全局收敛性研究及改进

针对蚁群算法(ACA)寻优性质优良,但搜索时间长、收敛速度慢、易限于局部最优解,从而使其进一步推广应用受到局限的问题,对算法的全局收敛性进行了深入的理论研究,并从改善全局收敛性的角度对算法作了一系列改进,最后对Bayes29这一典型的TSP问题进行了仿真实验。实验结果证明,改进后的蚁群算法具有很好的全局收敛性能。这为蚁群算法的进一步理论研究打下了很好的基础,对其在各优化领域中的推广应用具有重要意义。     

基于蚁群并行算法的电气接线路径优化及仿真

继电控制系统中元件的连接关系可以使用网络拓扑图描述，元件间的接线路径优化类似于旅行商(TSP)问题，属于NP完备的组合优化问题。本文将ACS蚁群算法引入接线路径优化，建立了适用于继电系统接线路径优化的计算模型，并在MPI(消息传递界面)的基础上实现了算法的并行化。通过对算法初始参数进行仿真分析，确定了各参数的最佳取值范围，实验结果证明，在参数选择适当的情况下，ACS蚁群算法具有很好的全局搜索能力和较快的收敛速度。