收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

群智能算法的改进及其在相关领域中的应用

张毅  
【摘要】: 本文对群智能算法中的蚁群算法进行了改进,并将粒子群算法应用于蚁群算法的主要参数选择,取得很好的结果。将改进方法应用于一系列组合优化问题——经典旅行商问题、多点路由问题、生物信息学中的基序发现问题等,实验结果表明改进方法是有效的。 本文的主要内容之一是针对基本蚁群算法在处理大规模优化问题上算法执行效率很低的缺点进行的改进,改进的算法以提高算法的执行效率和提高解的质量为目的。首先,针对基本蚁群算法的选路时间过长的问题,引入选路优化策略,减少了算法中蚂蚁的选路次数,显著提高了算法的执行效率。尤其对于以往较难处理的大规模TSP问题,改进算法在执行效率上有明显的优势。其次,改进的算法引入了蚂蚁个体差异,并将不同蚂蚁选路策略混合应用,使改进后的蚁群算法在加快收敛速度和提高解的质量的同时,避免了过早停滞现象。最后,由于蚁群算法是概率算法,解的质量依赖于概率函数的参数选择,传统的人工经验方法设置固定的参数不能使所有问题的解得到优化,所以本文引入粒子群优化算法动态调节函数中的参数。模拟实验结果表明改进算法较之基本蚁群算法在收敛速度和解的质量上都有明显提高。 为了验证改进算法的有效性,将改进的方法应用于经典旅行商问题和多点路由问题,实验结果表明,本文的改进方法是有效的。本文针对生物信息学中的蛋白质和基因海量数据的检索和模式识别的问题进行了研究。首先,针对蛋白质的海量数据设计了高效的检索方法和压缩方法。实现了一种既能高效检索海量数据同时又能对其进行一定的压缩的数据结构,通过正规哈夫曼编码对蛋白质数据进行有效压缩和高效索引,取得了很好的结果。其次,利用改进的蚁群算法和传统的吉布斯抽样识别算法相结合进行基序发现识别问题的优化,得到了很好的实验结果。 本文的工作主要有以下四个方面: 1.设计并实现了一种基于选路优化和个体差异的改进的蚁群算法。该算法较之基本蚁群算法在算法的执行效率和解的质量上都有很大改进,性能上优于基本蚁群算法。 2.对蚁群算法的参数进行了优化处理,设计了一种基于蚁群算法和粒子群算法的混合算法。混合算法主要是通过粒子群算法自动调节蚁群算法的主要参数,使参数选择不再完全依赖于人工经验。实验结果表明混合算法是有效的。 3.将改进的蚁群算法应用于典型的组合优化问题——经典旅行商问题和多点路由问题。在经典旅行商的多个实例中得到了现有的最优解,而且算法的效率得到了提高。在处理多点路由问题时,在算法的执行效率和解的质量上都得到了很有效的改进。 4.将改进的蚁群算法应用于生物信息学中的序列基序发现识别问题。首先,针对生物信息学中的海量数据问题进行了有效的处理。通过基于正规哈夫曼编码对生物序列数据进行有效压缩。其次,在已有的吉布斯抽样识别算法处理基序发现问题的基础上,用改进的蚁群算法对算法进行优化,在不影响解的质量的前提下,有效减少了算法的运行时间,取得了很好的结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘伯强;一种复杂图形的处理和扫描技术[J];微细加工技术;2000年02期
2 王纪川;刘宇;齐勇;侯迪;;一种摄像机采集图像的二值化算法[J];计算机工程与应用;2007年30期
3 练在中;三维隐藏线消除法综述[J];计算机研究与发展;1987年10期
4 刘伯强,曹景森,胡咏梅;浓碱液测量过程中算法的探讨[J];基础自动化;1995年04期
5 杨正瓴;排序问题串行算法复杂性下界关系讨论[J];天津大学学报;1993年06期
6 孙杨模;;操作系统常见的几种算法举例分析[J];湖北三峡职业技术学院学报;2010年02期
7 刘伯强,刘忠国;张力同步系统微机控制算法的实现[J];机械与电子;2000年04期
8 杨锦宣;;重复数据统计算法及在商务网站中的应用[J];科技信息;2011年20期
9 马后永;张守川;靖旭;吴毅;;测量大气相干长度的数据处理算法比对研究[J];大气与环境光学学报;2010年06期
10 刘伯强;曹景森;;单片机控制系统中算法的处理和应用[J];电气自动化;1995年02期
11 杜玉兰;赵磊;;基于C#的HASH算法探析[J];计算机安全;2007年08期
12 郑向宁;;声呐数据动态显示的线性插值抽值算法[J];声学与电子工程;2010年02期
13 江萍;;基于局部信息的图像滤波及边缘锐化算法[J];当代农机;2010年06期
14 刘伯强;多电机系统微机控制技术的研究[J];电机与控制学报;2000年04期
15 孙杨模;;《操作系统概论》常见的几种算法[J];恩施职业技术学院学报;2010年01期
16 刘伯强;多电机系统微机控制技术的研究[J];山东科学;2000年03期
17 俞斌;汤群芳;曹才开;;一种基于DSP的视频图像压缩系统的设计[J];国外电子元器件;2007年04期
18 吕孟军;张纯良;游有鹏;徐峰;;提高莫尔条纹正切法细分精度的改进算法[J];纳米技术与精密工程;2011年03期
19 苏俊宏,陈磊,朱日宏;干涉图空域延拓技术研究[J];红外与激光工程;2005年04期
20 徐盛;樊士伟;庄家礼;;图像信号预处理的一种算法[J];飞行器测控学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢丽聪;;SVB查询改写算法的改进[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2004年
2 黄友锐;赵娜娜;;一种基于小波分析的焊缝识别算法[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
3 李易;管庆;;基于DM642的智能视频监控系统[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
4 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
5 张明慧;;基于模糊蒙片算法的CR图像边缘增强[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
6 程勇新;朱清新;;一种基于边折叠LOD技术的蒙皮动画算法[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
7 宁佐贵;;模糊控制算法的等价关系[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
8 刘田军;唐友喜;孙德福;;基于预修正ACE的OFDM系统峰平比抑制方法[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
9 孙岚;刘雁春;陆秀平;欧阳永忠;李明叁;许家琨;;利用CUBE算法处理多波束测深数据研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
10 孙岚;刘雁春;陆秀平;欧阳永忠;李明叁;许家琨;;利用CUBE算法处理多波束测深数据研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨矫云;大规模生物序列分析的高性能算法和模型[D];中国科学技术大学;2014年
2 徐悦竹;机会发现算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈涛;多示例学习算法及其应用研究[D];华南理工大学;2013年
4 黄亮;社会网络中的社区发现与链接预测算法研究[D];华中科技大学;2012年
5 石斌斌;高自由度GNSS抗干扰技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 李一明;基于传导闭包图结构的布图算法研究[D];电子科技大学;2011年
7 樊玲;微弱目标检测前跟踪算法研究[D];电子科技大学;2013年
8 郭玉坤;某些正反散射问题的快速算法研究[D];吉林大学;2010年
9 兰远东;基于图的半监督学习理论、算法及应用研究[D];华南理工大学;2012年
10 张琦;基于聚合场模型的数据竞争算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈志强;基于经验模态分解算法的列车超偏载检测[D];中南大学;2010年
2 戴金;改进K-MEANS算法及在Ⅰ型糖尿病血糖值的聚类应用[D];北京交通大学;2011年
3 余港;改进PSO算法及其应用[D];成都理工大学;2010年
4 余兵;基于枝条相关性的人工植物算法[D];太原科技大学;2013年
5 李亚龙;改进量子蚁群算法的研究及应用[D];安徽大学;2014年
6 汪洋;复杂网络的社团发现算法研究[D];安徽大学;2014年
7 蒋天弘;基于自然最近邻居的社团检测算法研究[D];重庆大学;2014年
8 段奇志;元器件光学检测系统的算法研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 庞秀立;基于色散算法的超宽带微波肿瘤检测技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
10 史世泽;局部敏感哈希算法的研究[D];西安电子科技大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张韵萍苏小兰 李宾;对抗“震魔”的科技武器[N];中国经营报;2008年
2 赵艳秋李映;DSP核供应商灵活应对潜力应用[N];中国电子报;2007年
3 韩霁;高新技术在抗震救灾中得到应用[N];经济日报;2008年
4 ;系统加密防破解[N];中国计算机报;2008年
5 李晓萍;探测生命的“四种武器”[N];人民公安报;2008年
6 张显峰;机载干涉SAR系统掀起测绘革命[N];中国矿业报;2004年
7 ;22寸宽屏典范[N];电子资讯时报;2007年
8 苗得雨;挺进图像搜索时代[N];电脑报;2008年
9 本报记者 王繁泓;定华:破解储罐液位测量难题[N];中国化工报;2006年
10 记者 董映璧;人类活动影响全球气温[N];科技日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978