求解多目标数值优化问题的量子演化算法

为提高多目标数值优化问题解的收敛速度并保持解的多样性,基于多目标优化和量子计算原理,提出了一种量子演化算法.首先,根据多目标优化特点,使用多目标密度比较算子对量子种群进行排序和筛选;然后,应用非均匀变异算子对观测种群进行变异以保持解的收敛性并提高局部搜索的能力;最后,使用多样性保持算子对观测种群进行删减以保持解的多样性. 实验结果表明,与NSGA-II算法相比,文中算法具有更高的收敛速度和更好的种群多样性.     

基于多目标量子粒子群算法的环境/经济调度

针对传统的粒子群优化算法在求解环境/经济调度中存在控制参数多和局部搜索精度低等问题,提出一种基于多目标量子粒子群优化算法的环境/经济调度问题的求解方法.该算法利用具有量子行为特性的粒子搜索解空间,引入改变作用区间的变异算子增强全局搜索能力,并采用基于粒子多样性的方法更新全局最优的领导粒子.仿真结果表明,该算法是有效的,所求Pareto解集能逼近真实的Pareto解集且具有良好的分布性.     

集成化服务链多目标全局优化模型与算法

基于集成化服务链网络模型和候选服务资源评价指标,建立集成化服务链的多目标全局优化模型,并提出一种基于改进多目标遗传算法的集成化服务链多目标全局优化算法。算法采用基于距离的无参数种群多样性度量算子,在适应值分配、精英保持和选择操作中均进行了种群多样性控制,能在满足多约束条件下同时优化多个目标,得到一组满足决策者不同主观偏好的Pareto全局最优解集。仿真实验表明算法具有全局收敛性并具有较好的解的质量和分布,能有效求解集成化服务链多目标全局优化问题。     

基于量子演化理论的行人检测改进算法

对视频中移动摄像头下的行人检测问题进行了研究,在AdaBoost行人分类算法、支持向量机(SVM)理论和多目标优化原理的基础之上,并结合三者的特点,提出了一种基于量子演化算法的行人检测优化算法。首先,使用传统的AdaBoost算法对行人进行粗粒度的分类,然后使用支持向量机(SVM)设计精度更高的行人检测器。针对SVM的分类器参数多、关系复杂,而且无好的调节准则,根据核函数的构建条件,将实值量子演化算法引入到SVM参数的寻优问题中,对于分类性能采用多目标优化的方法,取得了较好的效果;同时从理论上分析了算法的复杂度。经过实例测试,算法与经典多目标优化算法NSGA-II的相比,改进效果明显。最后的实验说明了算法检测的准确性。     

多目标拆卸序列优化问题的分散搜索算法

针对拆卸序列优化问题以最小拆卸时间和最大拆卸收益为优化目标建立了多目标优化数学模型.应用线性加权方法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并提出了一种改进的分散搜索优化算法.算法采用保持优先关系的交叉过程(PPX)作为子集解的组合算子,通过局域搜索算子改进组合算子产生的新解.引用数值算例对模型和算法进行了验证,结果表明该模型及算法求解多目标拆卸序列优化问题有效.     

求解环境经济调度问题的多目标差分粒子群优化算法

提出一种基于差分演化的改进多目标粒子群优化算法来求解电力系统环境经济调度问题。算法通过对Pareto最优解集的差分演化来增加Pareto最优解的多样性;通过循环拥挤距离来控制归档集中非劣解的分布,以提高对种群空间的均匀采样;采用一种新的多目标适应值轮盘赌法选择粒子的全局最优位置,使其更逼近Pareto最优前沿;自适应惯性权重和加速度因子的动态变化可增强算法的全局搜索能力。对电力系统环境经济负荷分配模型进行仿真,并与文献中的其他算法进行了比较。结果表明,改进的算法能够在保持Pareto最优解多样性的同时具有较好的收敛性能。     

关于多目标演化算法的策略分析

基于Pareto排序算法的多目标演化算法是多目标演化算法所采用的重要方法,本文叙述了多目标演化算法(MOEAs)的有关概念,在分析已有算法的一些性能和特征的基础上,结合演化算法的有关概念,重点基于Pareto排序算法分析了影响多目标演化算法性能的两大方面:求解过程中解集合的多样性、均匀性分布的保持与维护以及解的收敛性,分析了MOEAs设计中需要注意的策略问题以及今后研究的重点.     

多目标优化算法中Pareto最优解集适应度值的研究

多目标优化算法主要研究如何利用算法求解相对复杂得多目标问题从而得到一组最优解,多目标优化算法已经成为进化计算领域的研究热点之一。多目标优化问题解的多样性主要体现在两个方面,即目标解分布的广度和均匀程度。为了使目标解具备多样性且均匀分布,研究领域提出了多种解决方法,本文主要围绕Pareto最优解集适应度值展开深入的研究与分析。     

自适应实值分布估计算法

针对实值分布估计算法(RECEDA)求解单模和多模优化问题存在的搜索空间有限和种群多样性保持能力较差等问题,提出了一种自适应实值分布估计算法(ARECEDA),该算法根据种群多样性性能指标自适应改变新种群采样过程中的方差值,使改进算法有效地提高种群多样性.实验结果表明,自适应实值分布估计算法比原有算法在优化精度上有很大提高.     

多目标演化算法在公交车辆发车间隔优化中的应用

为了使公交车辆的发车间隔得到优化,根据客流量的变化,建立了以乘客和公交企业运营费用最小为目标的公交车辆发车间隔优化模型,并采用一种多目标演化算法(MOPEA)来求解模型.该算法通过粒子系统从非平衡状态达到平衡状态的理论来定义Rank函数,从而使得所有个体在每次迭代过程中均能参与杂交、变异等演化操作,最终求得发车间隔的全局最优解,从而避免传统演化算法中出现的陷入问题的局部解的现象.同时,保留了目标函数的多样性,使相向的多目标优化问题得到了一个折中的最优解,即Pareto最优解.最后通过实例验证了该算法比传统演化算法更具优越性.     

A novel quantum-inspired immune clonal algorithm with the evolutionary game approach

The quantum-inspired immune clonal algorithm (QICA) is a rising intelligence algorithm. Based on evolutionary game theory and QICA, a quantum-inspired immune algorithm embedded with evolutionary game (EGQICA) is proposed to solve combination optimization problems. In this paper, we map the quantum antibody’s finding the optimal solution to player’s pursuing maximum utility by choosing strategies in evolutionary games. Replicator dynamics is used to model the behavior of the quantum antibody and the memory mechanism is also introduced in this work. Experimental results indicate that the proposed approach maintains a good diversity and achieves superior performance.     

FH—MOEA：基于快速计算空间超体积贡献机制的多目标优化进化算法

研究在多目标优化进化算法中引入强选择压力机制,以促使搜索群体在有效保证多样性的前提下向Pareto最优前沿迅速收敛,并引入空间超体积测度．针对当前空间超体积测度计算代价高的问题,提出了一种基于空间切片的快速空间超体积贡献计算方法FH．基于该方法,发展出一种基于快速计算空间超体积贡献机制的多目标进化算法（FH—MOEA）,并应用于解决复杂的多目标优化问题．用一组测试问题对算法性能进行检验,实验结果表明,该算法在收敛性和分布性两方面均比著名的NSGA-Ⅱ算法有显著提高．     

一种新的多目标粒子群算法的研究与应用

基于多目标粒子群优化算法的研究成果,以提升多目标优化方法性能为目标,结合铜电解稳态优化工程实际,提出了一种新的多目标优化粒子群算法.该方法采用可变的外部集策略和快速排序方法来减少优化计算量,采用拥挤度算子和强支配关系保证结果良好的分布性.测试函数的仿真对比分析及对铜电解实际过程数据的优化运行结果均表明该方法在收敛性、解的分布性及计算效率方面具有良好品质,特别是在求解三目标优化问题时的突出表现,表明这种算法在多目标优化领域具有更广泛的适用性.     

一种用于多目标优化的克隆选择算法

多目标进化算法的研究目标是使算法种群快速收敛并均匀分布于问题的Pareto最优前沿面.为此,在比较与分析已有多目标进化算法的基础上,借鉴免疫系统中的克隆选择原理,提出了一种用于多目标优化的克隆选择算法.该方法只对部分当前所得到的Pareto最优解进行进化操作,并选用一种简单的多样性保护机制来保证Pareto最优解具有良好的分布特征.'实验结果表明该方法能够很好地达到Pareto最优前沿面,较好地保持解的多样性,并且具有很快的收敛速度.     

改进差分进化算法在铝电解多目标优化中的应用

针对多目标优化问题,提出一种改进的差分进化算法(DE).该改进算法首先将DE与粒子群优化算法(PSO)结合,提高DE的收敛速度,然后引入多种群进化策略,有利于维持Pareto解的多样性.同时,在综合考虑机理与工艺的基础上建立铝电解多目标优化模型,并应用改进算法进行求解.仿真结果表明:在电流效率为92％时,改进算法所得的直流功耗为14.03 MW.h/t,比NSGA-Ⅱ的直流功耗降低了1.45％,比传统DE的直流功耗降低了1.75％.表明本文改进算法有效地提高了传统进化算法的性能.     

精英竞争和综合控制的多目标粒子群算法

目的 多目标粒子群算法虽然极易实现且收敛速度快,但在平衡其收敛性和多样性方面仍需进一步改善。方法 针对上述问题,提出一种精英竞争和综合控制的多目标粒子群算法(ECMOPSO)。一方面,算法采用全局损害选择精英粒子集,然后将两两竞争引入多目标粒子群算法中,通过精英竞争选取优胜者粒子,将其与全局领导者融合形成更全面的社会综合信息,以增强种群中粒子之间信息的交互性,更好引导种群中的粒子飞行,提升算法全局探索能力;另一方面,结合全局损害和基于位移密度估计对外部存档进行维护,从而提高外部存档中非劣解的质量,平衡算法的收敛性和多样性。结果 将ECMOPSO算法与4个多目标粒子群算法和4个多目标进化算法在ZDT和UF系列基准测试问题上进行仿真实验,并采用Wilcoxon秩和检验和Friedman秩检验比较ECMOPSO算法与所选对比算法的整体性能。实验结果表明：相比其他几个对比算法,ECMOPSO算法的收敛能力、解的分布性以及稳定性都得到了一定的提升。结论 ECMOPSO算法可以很好地平衡收敛性和多样性,提升其整体性能,能有效求解大多数多目标优化问题。     

利用模型管理框架求解多目标优化问题

为了提高演化算法的效率，减少优化时间，提出一种多目标模型管理框架。利用该模型管理框架可以在整个寻优区域内建立比较精确的目标及约束的近似模型，从而避免了大量耗时的高精度分析计算。将该多目标模型管理框架与单纯形-多目标粒子群算法（SM-MOPSO）相结合，对某轻型飞机齿轮箱减速器进行多目标优化设计，使高精确分析计算的次数减少88％。该多目标模型管理框架及SM-MOPSO算法可用于求解大型、复杂的工程优化问题。     

多目标优化的微分进化算法

将微分进化算法的应用范围从求解无约束单目标优化推广到求解一般情形的多目标优化。与传统优化算法及一般的进化算法相比,该算法特点在于直接将约束条件以及多目标性结合到进化算子中。算例表明,该算法是有效的。     

Quantum-inspired evolutionary tuning of SVM parameters

The most commonly used parameters selection method for support vector machines （SVM） is cross-validation, which needs a long- time complicated calculation. In this paper, a novel regularization parameter and a kernel parameter tuning approach of SVM are presented based on quantum-inspired evolutionary algorithm （QEA）. QEA with quantum chromosome and quantum mutation has better global search capacity. The parameters of least squares support vector machines （LS-SVM） can be adjusted using quantum-inspired evo- lutionary optimization. Classification and function estimation are studied using LS-SVM with wavelet kernel and Gaussian kernel. The simulation results show that the proposed approach can effectively tune the parameters of LS-SVM, and the improved LS-SVM with wavelet kernel can provide better precision.     

无人机多任务区侦察时间分配模型与应用

为了合理分配无人机对多个任务区的侦察时间,提出了一种包含问题建模、求解和方案决策的无人机多任务区侦察时间分配方法。首先,建立了包含侦察收益和侦察风险两目标的无人机多任务区侦察时间分配模型,该模型属于带约束多目标优化问题;其次,提出了一种改进的基于分解的约束多目标进化算法,该算法具有简单、灵活、无参等特点,可有效求解;最后,利用优劣解距离法从非支配解集中选择最优方案。选择了6种约束多目标进化算法,在3个不同雷达强度指数条件下进行对比实验。Hypervolume指标说明约束多目标进化算法在求解该问题时优于其他算法。实验结果表明：提出的方法在求解无人机多任务区侦察时间分配优化问题中能够实现快速准确决策。