一种基于膜系统的全局智能优化算法.pdf

第5期
电子学报
Vol, 41 No 5
2013年5月
ACTA ELECTRONICA SINICA
May 2013
种基于膜系统的全局智能优化算法
刘闯,韩敏!,邢军2
(1.大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连116023:2.大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁大连11034)
摘要:针对全局数值优化问题,本文提出了一种基于膜计算理论的启发式全局优化算法,受细胞内液体分子
做无规则运动的启发,该算法构建了液体分子沿任意和某一方向运动的机制,实现了算法全局探索和局部开发的能
力.8个 benchmark测试优化函数的仿真结果表明,所提算法具有保持解的多样性和跳出局部极值的全局寻优能力.
关键词:进化膜算法;膜计算;全局优化;细胞自动机
中图分类号:1P18文献标识码:A文章编号:0372-2112(2013)05-0871-07
电子学报URL:htp:/ww. ejournal,og,cn
DO:10.3969/j.1s:.0372-212.2013.05.007
A Global Intelligent Optimization Algorithm Based on Membrane Systems
IU Chuang, HAN Min, XING Ju
of Technology, Dulian, Liaoning 1160
2. culy of the fortin See and Ening, al an c s y, Dalian, ng 116034, Cn
Abstract For global numeric optimization problems, his paper preens a novel heuristic lobal optimization algorithm base
on membrane computing. Inspired by the irregular movement of liquid molecules, two mechanisms are designed to simulate the
movement of molecules along am arbira i on r a c cion. T wo mechanisms enable the al othm to mplement
global exploration and local expl t a on Simulat on ul for ih en mark futons inae at the proposed al orithm can
maintain the diversity of solutions, and ump out of local minima
Key words: evoluton mm rne al hm membrane computin lobal p mization ce lular automata
1引言
膜内嵌套局部优化算法的膜算法求解NP优化问题.文
献[15,16]受膜计算理论的启发,提出了可以求解单目
现实世界中存在着具有单模和多模等特点的优化标和多目标问题的优化算法.文献1?]提出了量子进化
问题,特别是在科学研究和工程应用等领域.由于进化方法与P系统相结合的优化算法用于求解0/1背包组
算法可以有效地求解这类问题,所以国内外学者对其进合的优化问题.文献[18]阐述了对膜优化算法的收敛性
行了广泛的研究.目前,进化算法的研究包括遗传算法、和多样性的分析文献[19]提出了用MOMC算法求解多
免疫算法以及群智能等-,虽然这些方法都可以求解目标优化问题的思想,并在维护解的多样性和提高算法
不同种类的复杂优化问题,但它们在全局寻优能力和快收敛速度方面取得了较好的效果
速收敛问题上难以令人满意.因此,本文尝试设计一种
本文受液体分子做无规则运动的启发,提出了一种
新的进化算法改善其不足
基于膜计算理论的求解全局优化问题的高效进化算法
欧洲科学院院士、罗马尼亚科学家Paun受生物细即进化膜算法( Evolutionary Membrane Algorithm,EMA).为
胞功能和结构的肩发,提出了作为自然计算的一个新分使算法具有跳出局部极值和高效全局寻优能力,本文构
支一分子级细胞计算理论,即膜计算?.多数膜计建了让液体分子沿任意和某一方向运动的两种机制.考
算模型被证明具有 Turing通用性。?和计算有效虑到实现这两种机制的复杂性,引人了细胞自动机和混
性-2?.目前,膜计算理论已被应用于生物系统建模、沌搜索加以辅助,细胞自动机可以模拟复杂的运动,因
经济、语言处理、和优化等领域.然而,膜计算在优化此可以利用其特点描述液体分子运动轨迹,进而有效地
领域的应用研究虽然引起了学者的关注,但就其现状而遍历解空间湛沌搜索具有伪随机和遗历等特性,利用
言还有很多值得深入研究的方面,文献[14]首次提出了其特性更新液体分子的位置可以产生更多新位置,进而
收稱日期:2012-05-09;修回日期:2012-121
基金项目:国家白然科学基金(No.60674073