求解众目标优化问题的演化算法研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:okdangdang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
演化算法作为一种具有群体搜索策略的启发式算法,被越来越多地应用到科学研究、工业制造中。近年来,被用来解决众目标优化问题(many-objective optimization problems)的有效演化算法也越来越多。在本文中,我们提出了两个新的分别用于解决无约束和有约束众目标优化问题的算法。(1)众目标优化问题有很多个可能存在冲突关系的目标,同时优化所有的目标往往面临很多困难,如无法比较解的质量等。我们提出了一个只在选中的部分目标上比较解的算法:在选中的两个目标上进行Pareto部分支配的众目标演化算法PPDSO-MOEA (Pareto partial dominance on two selected objectives many-objective evolutionary algorithm)。本算法设计了一个选择部分目标的方法,在选择父群体时,只使用两个选中的目标计算解之间的支配关系。本算法中选中的两个目标是离最优点Rpoint最远和次远的两个目标。最优点Rpoint中存储的是到目前为止,每个目标上的历史最优值。当有新的解生成时,实时更新Rpoint。每隔一定的演化次数就重新使用选择目标的方法更换两目标组合来优化所有的目标。在无约束的DTLZ2和DTLZ4问题上验证算法的性能。选择算法MOEA/D, SPEA2+SDE, MyODEMR, PPD-MOEA和随机选择目标方法RS02作为对比算法,实验结果表明我们的算法PPDSO-MOEA在多数情况下要优于其他的算法。(2)现实中的很多问题都是有约束的,算法PPDSO-MOEA主要解决的是无约束的问题,为了解决有约束问题,我们对PPDSO-MOEA进行改进,设计一个新的基于部分支配的算法:PPDSO2-MOEA。由于PPDSO2-MOEA针对的是有约束问题,违反约束的解不是可行解,所以当得到的解是不可行解时,需要使用贪心修复策略进行修复。PPDSO2-MOEA中的archive集合中存放的不一定全是非支配解,因为有时可行的非支配解的个数不一定达到要求,就要用非支配解填充。而PPDSO-MOEA中的archive集合中只存放非支配解,并且archive集合大小是动态变化的。从archive中选择父群体时,PPDSO2-MOEA需要计算crowdingdistance并对解进行排序,然后按层逐个选择解。考虑选出的目标之间的冲突性,选择目标的方法除了PPDSO-MOEA中的方法外,在群体性能不能明显改善时,使用一次随机选择目标的方法。在有约束的众目标0/1背包问题上验证算法的性能。算法PPD-MOEA, MOEA/D, UMOEA/D和随机选择目标的方法RSO,被用来比较我们算法的有效性。实验结果显示PPDSO2-MOEA在大多数场景下优于对比的四个算法。
其他文献
随着计算机技术与无线射频技术的飞速发展,基于远距离无线射频识别(RFID)技术的读写器越来越多地受到各种行业的关注,并产生了许多在RFID基础上的应用需求。由于RFID技术起步发
C语言作为一门主流的编程语言,在操作系统、编译器、嵌入式软件等领域得到广泛使用,这些领域的软件的安全性问题直接影响整个软件领域的安全。与其他语言相比,C语言具有指针
近年来,跟随着互联网的出现和不断发展,人们进行信息交流的方式发生了巨大的改变。传统的以纸张、磁带、录像带等实物载体的信息交流方式已逐渐被以文档、音频文件、视频文件
互联网架构的飞速发展,促进了Web应用的广泛应用。Web应用在国计民生、商业领域和个人生活中发挥着日益重要的作用。现今,Web应用已发展成为一种成熟而又复杂的分布式系统,并且
随着现代社会日益趋于信息化和网络化,网络信息系统在日常生活中扮演着举足轻重的作用。虽然传统的安全措施提高了网络信息系统的安全性,但各种入侵事件还是不断的发生,为此必须
网格计算是分布式高性能计算的发展产物。利用网格技术,人们可以将原本毫无关系的服务器、存储系统与网络联合在一起,组成一个超级计算系统,为用户提供高质量的计算与信息服务,但
随着软件工程领域的发展,软件维护问题已成为当前软件产业面临的重要课题。在软件维护过程中,程序理解是一项枯燥、费时且困难的任务,必须借助程序理解辅助系统进行辅助分析
随着Internet的发展,以及现代企业的跨地域发展,大部分企业的数据库应用系统都需要在Internet或企业广域网中运行。传统二层C/S应用程序结构是单一服务器且以局域网为中心的,
随着计算机和通信技术的发展,企业信息安全问题受到越来越多的关注。企业除了要抵御来自外界攻击和破坏,同时还要防止来自内部的有意或无意的泄密。仅依靠完善管理制度很难从根
随着语义网技术的不断发展,越来越多的本体知识库被建立起来实现知识共享。查询这些知识库需要用形式化的查询语言,但是对于普通用户来说,他们对最简单的布尔查询都难以接受,