多種群競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同的人工免疫計(jì)算模型及應(yīng)用.pdf

1、協(xié)同進(jìn)化算法是近年來(lái)計(jì)算智能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。它借鑒了自然界中的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制,使用多個(gè)獨(dú)自進(jìn)化的子種群來(lái)模擬自然界中的多個(gè)物種,并在進(jìn)化過(guò)程中令這些子種群相互影響、相互作用。協(xié)同進(jìn)化模型已經(jīng)成功應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,如生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人類(lèi)學(xué)和心理學(xué)等,甚至是大規(guī)模的NP問(wèn)題。相對(duì)于傳統(tǒng)進(jìn)化算法,其優(yōu)勢(shì)比較明顯。但盡管如此,協(xié)同進(jìn)化算法也有一些難以克服的不足,如機(jī)理和模型比傳統(tǒng)進(jìn)化算法復(fù)雜、對(duì)問(wèn)題本身的特性有很大的依賴(lài)性、無(wú)法保

2、證算法的性能等。正因?yàn)檫@些的不足,使得協(xié)同進(jìn)化算法在某些簡(jiǎn)單的問(wèn)題上反而難以取得很好的效果,其對(duì)參數(shù)的敏感性也制約著算法的應(yīng)用。
　　 針對(duì)協(xié)同進(jìn)化算法的問(wèn)題,本文借鑒免疫計(jì)算的相關(guān)原理,提出了一種融合免疫機(jī)制的協(xié)同進(jìn)化模型(ICEA)。該模型將抗體分為若干個(gè)種群,通過(guò)引入選擇,變異,交叉,遷徙,免疫等算子,使得各種群之間構(gòu)成協(xié)同關(guān)系,它們各自分別進(jìn)化,又同時(shí)相互作用。通過(guò)對(duì)13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該模型的可行性

3、和有效性。
　　 接著對(duì)ICEA算法進(jìn)行擴(kuò)展,將自然界的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制納入智能進(jìn)化算法中,提出一種有限資源控制的Lotka—Volterra模型。該模型將環(huán)境資源總量設(shè)置為一個(gè)固定值,各個(gè)種群需要通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)取得環(huán)境資源。模型中,每個(gè)種群根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給予一個(gè)評(píng)價(jià)值,優(yōu)勢(shì)種群的個(gè)體數(shù)量可以得到增長(zhǎng),劣勢(shì)種群則會(huì)被限制其發(fā)展。因此,生存在一定自然環(huán)境資源約束的多個(gè)種群,通過(guò)相互之間的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同,互相驅(qū)使對(duì)方提高復(fù)雜性和性能,從而實(shí)現(xiàn)種群之間的