精英蚂蚁与改进蚁群算法：MATLAB实现与应用探索

"改进的蚁群算法及其应用-Matlab蚁群算法介绍PPT"是由章宗长和石轲在2008年6月23日共同完成的研究，主要关注的是蚁群算法的一种优化版本，即带精英策略的蚂蚁系统（AntSystem with elitist strategy，简称AS-Elite）。该系统起源于MacroDorigo和Gambardella在1996年提出的蚁群系统（Ant Colony System, ACS），它对原始蚁群算法进行了三个关键方面的改进： 1. **状态转移规则**：为了更有效地利用新路径并结合先验知识，引入了新的规则，允许蚂蚁在选择下一个节点时，既考虑当前信息素浓度又参考预先设定的路径。 2. **全局更新规则**：区别于传统蚂蚁系统，AS-Elite仅对找到的最优解路径上的信息素进行全局更新，这有助于提高搜索效率并找到更优解。 3. **局部信息素更新**：在构建解决方案过程中，蚂蚁系统应用了局部信息素更新，这有助于避免过早收敛，并且使蚂蚁能够探索更多的可能性。 精英策略在改进的蚁群算法中扮演重要角色，它保留了每一代中最适应的个体，即精英蚂蚁。当蚂蚁找到全局最优解时，这个解会获得额外的信息素量，以便其他蚂蚁能更好地跟随。信息素更新公式体现了这种策略，精英蚂蚁产生的信息素增量通过一个权重函数与问题相关参数结合。 然而，精英策略并非没有缺点，如果精英蚂蚁过多，可能导致搜索过程过早收敛，因为它们可能过度集中于已知的最优解。因此，算法需要谨慎调整精英蚂蚁的数量和最优解路径长度的比例，以保持搜索的平衡。 总结来说，改进的蚁群算法——带精英策略的蚂蚁系统——是一种在Matlab等工具中广泛应用的优化方法，它通过增强搜索策略、信息素管理和精英保留，提高了求解复杂问题的能力。在实际应用中，这种算法的优势在于其能够找到更优解并缩短搜索时间，但需注意防止搜索早熟收敛问题。"