人工鱼群算法1
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改进的人工鱼群算法江铭炎、袁东风、程永明著山东大学信息科学与工程学院Email:jiangmingyan@摘要:人工鱼群算法(AFSA)是一种新型的智能优化算法。
它有许多优点,比如鲁棒性好、全局搜索能力强、参数公差的设定,而且它也被证明对初始值不敏感。
然而,它有一些弱点,表现为在后期优化的优化精度和收敛速度比较差。
在本文中,提出了一种改进AFSA(IAFSA),在更新的过程中它将全局信息添加到人工鱼的位置。
这实验结果表明,该优化精度和收敛速度的方法与原AFSA相比有明显地改善。
1.简介人工鱼群算法(AFSA)[1]是(SAS)鱼群优化算法的一种。
近年来,如蚁群优化(ACO)的算法的SA [2],粒子群优化(PSO)[3]算法,蜂群算法(BA)[4]越来越多的应用到工程应用中,由此他们在研究领域成为了热点。
这是一种把鱼群行为寻找食物比为社会行为的基础上智能优化算法AFSA。
在鱼群行为包括觅食,聚群行为,尾随行为[1],随机行为[5]和觅食行为[6]。
与其他(SAS)相似,和它工作在一起的每个种群的个体被称为一个人工鱼(AF),每个人工鱼在“游”的搜索空间根据自己的经验及附近的伙伴来寻找有食物的地区。
结果, 随着共享的社会信息、来自于之前人工鱼附近搜索的经验和发现的食物浓度, AFSA可以像其他SA有能力在很宽的空间找到更好的解决方案,有效地搜索全局最优的自适应。
仿照AFSA动物行为的过程,并通过个人的局部优化找出全局最优。
在这种算法中,有时人工鱼个体的行为很难避免个体为时过早的寻找局部最优[1][5]。
在这种情况下,许多人工鱼陷入局部最优,只有少数的鱼能达到全局最优的区域。
因此,AFSA的优化精度和收敛速度的往往不是十分令人满意。
为了提高AFSA的性能, 在IAFSA更新过程中全区域最好的AFSA数据被加到了这个位置。
三个基准函数是用来检测新算法的性能;实验结果表明,该IAFSA提高了AFSA的性能,并保留其很多优点,如鲁棒性、公差的参数的设置,寻找适应性等。
人工鱼群算法及其应用研究人工鱼群算法及其应用研究人工鱼群算法是近年来兴起的一种基于群体智能的优化算法,其灵感来源于鱼群觅食行为。
该算法通过模拟鱼群的觅食行为,以求解复杂的优化问题。
随着计算机技术的发展,人工鱼群算法受到广泛关注,并在多个领域得到应用。
本文将介绍人工鱼群算法的基本原理、应用情况以及存在的问题。
一、人工鱼群算法的基本原理人工鱼群算法中,鱼被模拟成具有觅食行为的个体,每条鱼都有一定的感知范围和特定的行为规则。
在觅食过程中,鱼会根据周围环境的信息对个体与群体的行为进行调整。
个体的行为规则包括觅食、逃避、追逐和交配等行为。
觅食行为主要包括鱼群个体的聚集和分散。
在算法中,每条鱼可以表示为一个解,将每个解表示为一个向量,向量的每个元素表示解的一个变量。
算法根据目标函数的值来评估每条鱼的适应度。
同时,算法会根据适应度值和鱼群中的信息进行个体的移动和调整。
通过多次迭代,鱼群逐渐趋于最佳解。
二、人工鱼群算法的应用研究人工鱼群算法在各个领域的应用研究日趋广泛。
以下将介绍几个典型的应用案例:1.优化问题求解人工鱼群算法在数学优化问题中有着广泛的应用。
例如,对于线性规划问题,可以将每个变量看作一条鱼进行建模,通过人工鱼群算法进行求解。
此外,该算法还被应用于网络流优化、组合优化、约束优化等多个领域的问题求解中,取得了较好的效果。
2.图像处理人工鱼群算法在图像处理中具有较强的适用性。
例如,在图像分割中,人工鱼群算法可以通过调整参数来达到图像分割的最佳效果。
此外,该算法还能够用于图像去噪、图像压缩等多个图像处理任务中。
3.路径规划人工鱼群算法在路径规划问题中的应用也较为广泛。
例如,对于无人驾驶车辆的路径规划问题,可以将人工鱼群算法应用于规划车辆的最短路径,并考虑到实时交通状况进行调整。
此外,该算法还可用于无线传感器网络中的路径规划问题、机器人的运动路径规划等多个领域。
三、人工鱼群算法存在的问题虽然人工鱼群算法在诸多领域有着广泛的应用,但也存在一些问题亟需解决。
淘宝网人工鱼群算法及应用淘宝网人工鱼群算法是一种模拟自然鱼群行为的智能优化算法,它主要应用于淘宝网的推荐系统中。
人工鱼群算法模拟了鱼群觅食行为,通过个体间的交流与合作来寻找最佳解决方案。
淘宝网作为中国最大的电商平台,每天都面临着海量的商品与用户,如何将最合适的商品推荐给用户成为了一个重要的问题。
人工鱼群算法的应用能够有效地解决这个问题。
首先,淘宝网人工鱼群算法通过模拟鱼群觅食行为来寻找最佳解决方案。
在淘宝网的推荐系统中,每个商品可以看作一个虚拟的食物源,每个用户可以看作一个鱼。
人工鱼群算法通过模拟个体的觅食行为来寻找最佳匹配的商品。
鱼群中的每个个体通过觅食行为相互影响,通过正反馈和负反馈的机制,每个个体都能够获取到一定的信息。
其次,淘宝网人工鱼群算法通过个体间的交流与合作来优化推荐结果。
在鱼群中,个体之间会通过信息素的交流来共同优化搜索过程。
这样,每个个体就能够借助其他个体的经验和信息来加速搜索最佳匹配的商品。
而在淘宝网的推荐系统中,用户的行为数据就是一种信息素。
通过分析用户的行为数据,可以将用户划分为不同的群体,并将同一群体中的用户的喜好进行统计分析。
这些统计结果就是交流与合作中的信息素,在人工鱼群算法中被用来引导每个个体的搜索行为。
最后,淘宝网人工鱼群算法通过优化推荐结果来提升用户体验。
在鱼群中,每个个体都会根据自己的目标函数来进行搜索,而目标函数的选择会对搜索效果产生影响。
在淘宝网的推荐系统中,用户的满意度可以作为目标函数,通过优化目标函数来提升用户对推荐结果的满意度。
通过不断地调整目标函数,可以使得推荐系统更加符合用户的需求,提升用户体验。
总之,淘宝网人工鱼群算法是一种模拟自然鱼群行为的智能优化算法,它通过模拟鱼群觅食行为、个体间的交流与合作、优化推荐结果等方式来提升淘宝网的推荐系统。
通过应用人工鱼群算法,淘宝网能够更精准地向用户推荐最合适的商品,提升用户的购物体验。
人工鱼群算法基本思想
首先放置36条鱼,每一条鱼分别位于每个格子的中心;依次对鱼执行觅食行为,确定鱼的下—步位置,36条鱼的下一步位置计算完以后,这个过程称为一轮;再执行下一轮的计算,直到鱼群的位置不再改变,算法结束。
算法的细节说明如下:
(1)格子的中心点有鱼表示当前格子内有一个以格子中心点为圆心半径为20 m的空洞。
(2)鱼的位置只能位于格子的中心点,鱼可以从当前格子走到其他任何—个格子的中心点上。
(3) 36条鱼的位置对应空洞的分布情况,空洞的分布确定后可以计算出波在98条线段上的传播时间(理论时间),进而得到理论时问与观测时间的误差,所以36条鱼的位置对应于—个误差。
当36条鱼的位置对应的空洞分布最逼近于空洞分布的真实情况时,得到的误差应是最小的;当误差最小时,此时鱼群位置被认为是真实的空洞位置。
(4)针对一条鱼而言,若它游到下—步后鱼群位置所对应的误差小于当前鱼群位置所对应误差,那么这条鱼就允许移到下一步。
(5)第i条鱼下一步的位置确定以后,第f+1条鱼的位置在第i条鱼下—步位置的基础上计算出来的,即第f+l条鱼的下一步位置依赖于第f条鱼的下一步位置。
本算法中鱼的行动不是同时进行的,而是依次序进行。
基于全局最优的快速人工鱼群算法及其应用研究人工鱼群算法是一种有关动物行为的算法,这种算法具有一定的智能性,是最近几年国内学者提出来的。
这种人工鱼群算法是从行为方面进行的主要研究,并对原来存在的问题进行解决。
关键词】人工鱼群算法优化方法群体智能众多实验能够证明,群体智能优化的相关算法在很多问题的解决上都发挥了至关重要的作用,也得到了十分广泛的应用。
1人工鱼群算法1.1鱼群及其算法的基本思想人工鱼群算法主要依据的是鱼群的行为启发,在2002年被提出的一种有关动物行为的比较优化的算法。
一般情况个范围之内,鱼群中的鱼会跟随群体中的其它成员起找到食物比较多的地方。
而通常情况下,一片水域范围内食物最多的地方往往会有最多的鱼群数目。
根据这个特点,使用人工制作的鱼对鱼群的各种行为进行模拟,进而完成直线寻优的目的。
1.2人工鱼模型有关人工鱼模型的算法使用的是基于animats 的模式,设计采用的顺序是从上到下的,因此先进行的步骤就是人工 鱼模型的建造。
通常情况下使用的是面向对象的技术方式, 并用会用C++语言的伪代码形式来加以说明。
人工鱼一般的 模型描述方式如下:Various : float AF_swarm (); //the behavior of swarm float AF_evaluate (); //evaluate and select the behavior float AF_init (); //to initialize the AFAritificial_fish (); float AF_X[n] ;//AF 's position stepfloat AF_step ;//the distance that AF can moue for each float AF_visual ;//the visual diatance of AF float try_number ; //attempt time in the behavior of prey float AF_delta ;//the condition of jamming Functions :float AF_foodconsistence (); //the food consistence of AF ' s current positionfloat AF_move (); //AF move to the next positionfloat AF_follow ();//the behavior of follow float AF_prey ();//the behavior of preyVirtual 〜Aritificial_fish ();};通过上述模型的设置,会让人工鱼相关信息能被同伴收到,并能将人工鱼的一些行为规划到种群类型之中,会在鱼中间有所感知。