1.一種基于進(jìn)化知識(shí)融合的多目標(biāo)人工蜂群算法,其特征在于該算法包括以下步驟:
步驟1:初始化種群數(shù)量,其中引領(lǐng)蜂和跟隨蜂各占一半,設(shè)置最大迭代次數(shù),外部檔案最大存儲(chǔ)個(gè)數(shù),偵查蜂的最大淘汰次數(shù),概率懲罰系數(shù)和,隨機(jī)初始化蜜源并計(jì)算各蜜源的適應(yīng)度值。
步驟2:根據(jù)支配關(guān)系選擇互不支配的解進(jìn)入外部檔案,采用精英選取策略選擇精英個(gè)體,對(duì)引領(lǐng)蜂進(jìn)行更新引導(dǎo)種群進(jìn)化,更新后的蜜源如支配原蜜源則保留,互不支配則對(duì)種群中其他支配解進(jìn)行貪婪選擇,如新個(gè)體被支配則不保留。
步驟3:計(jì)算跟隨蜂更新概率,并依據(jù)所計(jì)算概率選擇是否對(duì)該蜜源進(jìn)行深度進(jìn)化,進(jìn)化完成后,其新蜜源保留策略與引領(lǐng)蜂相同。
步驟4:當(dāng)引領(lǐng)蜂和跟隨蜂更新完成后,所得新蜜源未成功保留則其淘汰次數(shù)加1,當(dāng)達(dá)到最大淘汰次數(shù)時(shí),引領(lǐng)蜂轉(zhuǎn)化為偵查蜂,重新產(chǎn)生一個(gè)蜜源將其替換。
步驟5:采用一種更為嚴(yán)格的機(jī)制對(duì)外部檔案進(jìn)行維護(hù)。
步驟6:迭代次數(shù)加1,判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù),達(dá)到則結(jié)束并輸出外部檔案,否則轉(zhuǎn)步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于進(jìn)化知識(shí)融合的多目標(biāo)人工蜂群算法,其特征在于步驟2中的精英選擇策略,具體步驟如下:
步驟1:初次迭代時(shí),計(jì)算Pareto最優(yōu)解集的擁擠距離,選取除兩端點(diǎn)外擁擠距離最大的解作為精英個(gè)體。
其中,fik為第i個(gè)個(gè)體第k個(gè)目標(biāo)值,m為目標(biāo)數(shù),s為最優(yōu)解集個(gè)數(shù)。
步驟2:當(dāng)引領(lǐng)蜂通過(guò)Step1選出的精英個(gè)體引導(dǎo)更新后,對(duì)產(chǎn)生的新個(gè)體進(jìn)行貪婪選擇,當(dāng)新個(gè)體支配原個(gè)體時(shí)替換原個(gè)體,此時(shí),所產(chǎn)生的新個(gè)體具有成為精英個(gè)體的潛質(zhì),如新個(gè)體能夠支配原精英個(gè)體,則將其選為新的精英個(gè)體,如互不支配,則通過(guò)輪盤(pán)賭法決定是否替換原精英個(gè)體,如新個(gè)體被支配,則不替換。
步驟3:當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到總次數(shù)的10%,20%,…,90%時(shí),采用步驟1方式選取最優(yōu)解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于進(jìn)化知識(shí)融合的多目標(biāo)人工蜂群算法,其特征在于步驟2中的引領(lǐng)蜂更新策略,具體過(guò)程如下:
將種群分為非支配個(gè)體和支配個(gè)體兩部分分別進(jìn)化,其公式為:
其中,si表示第i個(gè)個(gè)體是否為非支配解,是則為1,否則為0,xb為精英個(gè)體,xb為精英個(gè)體的第j維,xtj和xkj分別為第t和第k個(gè)支配個(gè)體的第j維,且t≠j,xf為第f個(gè)非支配解,r1,r2,r3為[-1,1]之間的隨機(jī)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于進(jìn)化知識(shí)融合的多目標(biāo)人工蜂群算法,其特征在于步驟3中的更新概率計(jì)算公式,具體過(guò)程如下:
綜合評(píng)價(jià)個(gè)體質(zhì)量以獲得具有良好收斂性和分布性的Pareto最優(yōu)解集,改進(jìn)后的概率計(jì)算公式為:
其中,si表示第i個(gè)個(gè)體是否為非支配解,di為非支配解的擁擠距離,η1和η2為綜合懲罰系數(shù),li為支配個(gè)體到Pareto最優(yōu)前沿的歐氏距離,其計(jì)算公式為:
其中,fik為第i個(gè)支配個(gè)體的第k個(gè)目標(biāo)值,ffk為第f個(gè)非支配個(gè)體的第k個(gè)目標(biāo)值,m為目標(biāo)個(gè)數(shù),s為最優(yōu)解集個(gè)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于進(jìn)化知識(shí)融合的多目標(biāo)人工蜂群算法,其特征在于步驟5中的外部檔案維護(hù)策略,具體步驟如下:
步驟1:未達(dá)到外部檔案?jìng)€(gè)數(shù)設(shè)定值時(shí),根據(jù)支配關(guān)系選取互不支配的解進(jìn)入外部檔案。
步驟2:當(dāng)達(dá)到外部檔案?jìng)€(gè)數(shù)設(shè)定值時(shí),按式(1)計(jì)算外部檔案中解的擁擠距離,通過(guò)循環(huán)刪減法刪除外部檔案中擁擠距離最小的解,并記錄下每次所刪減解的擁擠距離值,取最大值記為t為迭代次數(shù)。
步驟3:當(dāng)某個(gè)新解滿足支配關(guān)系時(shí),即與外部檔案中任一解互不支配時(shí),計(jì)算該解與外部檔案中所有解的歐式距離,取其最小值記為當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),選擇該解進(jìn)入外部檔案。