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《天津大学》 2004年
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进化计算中的模式理论、涌现及应用研究

杨海军  
【摘要】:进化计算是借鉴生物进化的思想,在现代遗传学的启发下,发展起来的一种启发式随机搜索优化方法。进化计算作为一个新的交叉学科,在拥有广阔应用前景的同时,其理论基础有待进一步加强,对进化计算的工作机理及其内在规律的认识不仅可以使我们更好地分析算法的性质,如对进化群体动力性质的分析和算法收敛性的分析,而且可以帮助设计新的进化算法、改进已有的算法。本文的主要研究内容包括: 1.通过分析进化策略、进化规划、遗传算法和遗传规划的特点,给出了进化计算的统一框架。从不同的数学分支的角度介绍了进化计算的数学表示。 2.通过分析遗传算法、进化策略、进化规划和遗传规划四种主流进化算法的进化算子,得到进化计算中进化算子的统一表示。定义了适度模式这一新概念,并将建筑块的思想推广到整个进化计算领域;针对不同选择机制下进化计算的特点,通过对遗传算法中模式理论的深入研究,将近似的公式推广到准确的模式理论公式,将细粒度的模式理论推广到粗粒度的模式理论。同时,研究了模式的形式不变性,进一步研究了变长度进化计算中的模式理论,从而将模式理论推广到整个进化计算领域中。最后,在此基础上结合实际应用问题,研究了进化计算中的建筑块假设问题,取得了较好的结果,表明了建筑块在进化计算中的普遍存在性。 3.在给出了进化计算中涌现和混沌定义的基础上,结合进化计算中的具体情况,研究了进化计算中的涌现现象,并从理论和试验两个方面揭示了进化计算中的涌现现象。将进化算子的作用,抽象成从一个离散拓扑空间到另一个离散拓扑空间的映射,将进化算法等价为离散拓扑空间上的转移自映射的一个复合函数,以符号动力系统为工具,证明了满足一定条件的有限群体的遗传算法(周期性现象的存在),构成Devaney意义下的混沌,给出了基于二进制编码的有限群体遗传算法在Bowen意义下的拓扑熵的范围,并阐述了进化计算中涌现与混沌的关系。 4.从理论的角度分析了子群遗传算法的特点,给出了子群遗传算法的收敛性证明,指出了平衡群体早熟和保证具有强进化能力的模式在群体内具有足够的存活时间是子群遗传算法成功与否的关键。然后应用子群遗传算法解决了典型多模态函数的优化问题,对子群遗传算法的参数调控进行了研究,研究表明子群遗传算法的参数控制对算法的表现具有至关重要的作用。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O29

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄永青;基于IEC的隐性目标决策问题的决策过程与决策方法研究[D];合肥工业大学;2006年
2 何怀平;复杂结构组织绩效管理系统的涌现及协同研究[D];天津大学;2006年
3 叶培华;企业知识生态系统的涌现机理研究[D];吉林大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨海军,李敏强;Form invariance of schema and exact schema theorem[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2003年06期
2 徐宗本,聂赞坎,张文修;遗传算法的几乎必然强收敛性——鞅方法[J];计算机学报;2002年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
3 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
4 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
5 蒋中;遗传算法在PID参数优化中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年01期
6 阮怀忠,张建中;基于改进遗传算法的TSP问题求解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年04期
7 陈杰,周冬华;浮点数编码的遗传算法在模糊控制器参数寻优中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年02期
8 方潜生;硬件进化(EHW)的研究与进展[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
9 李建洋;倪志伟;刘慧婷;;粗糙集在CBR中的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
10 杨益;;基于FPGA的背包问题的求解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 刘向;邹逢兴;张湘平;高政;;面向节能的混合流水车间调度方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 石志刚;施强;盛刚;;基于案例推理的高速公路紧急救援决策研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 石志刚;杨秀军;;基于案例推理的高速公路信息发布决策研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗启彬;基于混沌理论的遥测信息安全技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
3 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 王勇;细基格孢属、匍柄霉属及其近似属的形态学与分子系统学研究[D];山东农业大学;2010年
5 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
9 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
10 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 郑占;基于CA模型的城市用地扩张模拟研究[D];华中农业大学;2010年
3 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
4 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 王丽敬;地理案例的空间相似性计算[D];山东科技大学;2010年
7 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文俊,姚小刚;矩阵式组织结构及其在项目组织中的应用[J];安徽建筑;2001年01期
2 杨龙宝,杨丰梅;多随从二层优化问题一个新的解概念及性质[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年02期
3 王志良;人工心理学──关于更接近人脑工作模式的科学[J];北京科技大学学报;2000年05期
4 蔡永红,林崇德;绩效评估研究的现状及其反思[J];北京师范大学学报(人文社会科学版);2001年04期
5 吴绍艳,杜纲;基于CAS理论的企业动态能力构建机理研究[J];北京科技大学学报(社会科学版);2005年04期
6 陈曙;信息生态研究[J];图书与情报;1996年02期
7 梁杰,王宏达;浅析从企业利益相关者角度构建效绩评价指标体系[J];商业研究;2003年05期
8 张仲明,郭东伟,曲明,陈雷,张晓晖;使用人工生命模型解决时变优化问题[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年05期
9 朱晔,叶民强;区域可持续发展预警的SWARM博弈仿真模拟探析[J];财经研究;2002年01期
10 张臻竹;;知识管理的SECI模型在供应链管理中的应用分析[J];电子科技大学学报(社科版);2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王志良;;人工心理研究进展[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
2 马鋆;王志良;;基于HSV颜色模型和个性空间的商品选购系统研究[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘业政;基于粗糙集数据分析的智能决策支持系统研究[D];合肥工业大学;2002年
2 顾保国;企业集团协同经济研究[D];复旦大学;2003年
3 徐炜;21世纪新环境下企业组织结构研究[D];中国社会科学院研究生院;2003年
4 李灵;电子商务项目的协同管理研究[D];天津大学;2004年
5 齐庆祝;企业能力的维度、层次及层次演进研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 武锁庆;人地协同进化与区域可持续发展[D];成都理工学院;2001年
2 张忠维;涌现及其内在机理初探[D];华南师范大学;2002年
3 颜扬;基于企业柔性的协同产品商务研究[D];天津大学;2004年
4 周华艳;中小型医院绩效管理体系设计研究——以民营S医院为例[D];首都经济贸易大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄燕;陈维政;;基于管理熵和管理耗散结构理论的开放式绩效管理系统[J];重庆理工大学学报(社会科学);2011年04期
2 黄永青;陆青;张冲;;隐性目标决策问题的表示与研究进展[J];滁州学院学报;2011年05期
3 孙振领;;知识生态系统模型比较研究[J];大学图书情报学刊;2011年01期
4 曲娜;涂征宇;;工程项目组织场作用下的竞合行为分析[J];科技进步与对策;2011年13期
5 刘福林;康洁;李淑萍;宋唯一;;知识群落概念模型[J];科学学研究;2010年10期
6 谢守美;;基于耗散结构理论的企业知识生态系统研究[J];情报理论与实践;2011年07期
7 谢守美;赵文军;;分布式认知视角的企业知识生态系统研究[J];情报理论与实践;2012年03期
8 董坚峰;赵奇钊;;知识生态观下的多类型图书馆集群战略研究[J];情报杂志;2010年09期
9 徐砥中;任佩瑜;;基于涌现理论的复杂公共决策系统的协同优化研究[J];社会科学研究;2010年05期
10 白献阳;张海卿;;知识生态系统模型研究[J];图书馆学研究;2012年23期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜毓锋;基于技术市场的知识转移研究[D];吉林大学;2011年
2 曲娜;基于自组理论的工程项目组织演化动力机制研究[D];中南大学;2011年
3 齐莉丽;社保基金信息生态系统研究[D];天津大学;2010年
4 郑芳华;企业知识生成与转化过程研究[D];天津大学;2011年
5 宋伟;社会转型时期中小企业伦理建设研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 吴胜;网站信息分类体系优化方法及其应用[D];南京林业大学;2009年
7 沈琪;崇明生态岛建设空间决策支持模型研究[D];华东师范大学;2009年
8 陆青;基于IEC的隐性目标智能决策方法研究[D];合肥工业大学;2009年
9 张俊岭;基于IEC的混合型隐性多目标决策方法研究[D];合肥工业大学;2009年
10 林华;基于资源和复杂系统视角的企业管理控制研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 石丽雯;混合计算智能在包装生产线外观风格研究中的应用[D];天津大学;2012年
2 刘海凤;企业团队生态系统研究[D];中南林业科技大学;2011年
3 靳娴;基于CAS理论的企业组织能力系统涌现机理研究[D];昆明理工大学;2011年
4 殷伟;基于教育虚拟社区的团队学习绩效管理研究[D];曲阜师范大学;2010年
5 雷德春;商业银行基层支行绩效管理研究[D];西南财经大学;2010年
6 乔莉;知识型组织的激励创新研究[D];内蒙古财经学院;2010年
7 王昂;舟山港域码头群构建协同运营系统的多Agent技术原理分析[D];浙江海洋学院;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
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10 汝勇;杨树强;;遗传算法在历史性约束组合优化问题中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 中国科技大学计算机系 邢方亮;计算智能百花齐放[N];计算机世界;2003年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨海军;进化计算中的模式理论、涌现及应用研究[D];天津大学;2004年
2 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
3 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
4 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
5 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
6 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
7 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
8 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
9 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
10 田方;遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
2 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
3 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
4 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
6 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
7 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
9 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
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