华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (5): 73-79.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.05.012

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基于启发式变异的改进演化规划算法

胡廉民1 黄翰2 蔡昭权3   

  1. 1.华南理工大学 计算机科学与工程学院,广东 广州 510006; 2.华南理工大学 软件学院,广东 广州 510006;3.惠州学院 科技处,广东 惠州 516007
  • 收稿日期:2012-10-23 修回日期:2013-02-25 出版日期:2013-05-25 发布日期:2013-04-01
  • 通信作者: 胡廉民(1969-),男,硕士,华南理工大学访问学者,乐山师范学院副教授,主要从事信息安全、智能计算研究. E-mail:123890547@qq.com
  • 作者简介:胡廉民(1969-),男,硕士,华南理工大学访问学者,乐山师范学院副教授,主要从事信息安全、智能计算研究.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目( 61003066, 61170193) ; 广东省自然科学基金资助项目( S2012010010613) ; 教育部博士点基金资助项目( 20090172120035) ; 华南理工大学中央高校基本科研业务费重点项目( 2012ZZ0087) ; 珠江科技新星项目( 2012J2200007)

Improved Evolutionary Programming Algorithm Based on Heuristic Mutation

Hu Lian-min1 Huang Han2 Cai Zhao-quan3   

  1. 1.School of Computer Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510006,Guangdong,China;2.School of Software Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510006,Guangdong,China;3.Science and Technology Department,Huizhou University,Huizhou 516007,Guangdong,China
  • Received:2012-10-23 Revised:2013-02-25 Online:2013-05-25 Published:2013-04-01
  • Contact: 胡廉民(1969-),男,硕士,华南理工大学访问学者,乐山师范学院副教授,主要从事信息安全、智能计算研究. E-mail:123890547@qq.com
  • About author:胡廉民(1969-),男,硕士,华南理工大学访问学者,乐山师范学院副教授,主要从事信息安全、智能计算研究.
  • Supported by:

    国家自然科学基金资助项目( 61003066, 61170193) ; 广东省自然科学基金资助项目( S2012010010613) ; 教育部博士点基金资助项目( 20090172120035) ; 华南理工大学中央高校基本科研业务费重点项目( 2012ZZ0087) ; 珠江科技新星项目( 2012J2200007)

摘要: 常用的演化规划算法( EP) 的变异是基于固定的概率分布,鲁棒性较差.文中分析了变异算子对演化规划算法计算效率的影响,指出了Gauss 变异、Cauchy 变异和Lévy变异算子缺少启发式信息的不足,并据此设计了一种根据种群个体差异信息的启发式变异算子,用算子抽取的个体差异来更新变异步长,允许个体有机会在某些维数保持原状,只是进行部分维数上的变异.启发式变异算子能使演化规划算法更好地适应不同特点的连续优化问题,从总体上增强算法的鲁棒性.在求解多个Benchmark 测试问题的数值实验中,基于启发式变异的改进演化规划算法比当前6 种等概率分布演化规划算法有更快的收敛速度和更优的平均性能.

关键词: 演化规划算法, 启发式变异, 连续优化, 收敛速度

Abstract:

The common evolutionary programming ( EP) algorithms are of poor robustness because they perform themutation based on a fixed probability distribution.In this paper,first,the influence of mutation operators on thecomputational efficiency of evolutionary programming algorithms is analyzed,and the essential drawback of Gauss,Cauchy and Lévy mutation operators,namely the lack of heuristic information,is pointed out.Then,a heuristicmutation operator based on the differential information among individuals is designed,which uses the difference betweentwo individuals to update the mutated variables and to provide chances for an individual to maintain its statusquo in some dimensions.With the help of the proposed heuristic mutation operator,evolutionary programming algorithmscan adapt to different continuous optimization problems and the algorithm robustness improves.Numericalexperiments of several Benchmark problems demonstrate that the improved evolutionary programming algorithmbased on heuristic mutation is of higher convergence speed and better average performance than six other evolutionaryalgorithms based on probability distribution.

Key words: evolutionary programming algorithm, heuristic mutation, continuous optimization, convergence speed

中图分类号: