混合优化算法:蛙跳与差分进化在高维优化中的应用

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"这篇论文研究了一种将蛙跳算法(SFLA)和差分进化算法(DE)相结合的混合优化算法(SFL-DE),旨在解决SFLA在高维优化问题中容易早熟收敛和精度不高的问题。通过引入DE的全局搜索能力和种群多样性优势,SFL-DE在30维基准问题的实验中表现出了更好的寻优效率、计算精度和鲁棒性。然而,这种混合算法的缺点是计算时间较长。" 详细内容: 差分进化算法(DE)是由Storn和Price在1995年提出的,以其简单、参数少、易理解和实现的特性受到关注。DE有多种变体,其中DE/rand/1/bin(DEr1)和DE/best/2/bin(DEb2)是最常见的。SFLA,即混洗蛙跳算法,由Eusuff和Lansey在2003年提出,融合了PSO和MA的特性,是一种基于群体协作的搜索方法,适用于离散组合优化问题。SFLA的特点包括概念简单、参数少、速度快、全局搜索能力强以及易于实现。 然而,SFLA在处理高维复杂问题时存在早熟收敛的问题,这主要是由于进化后期种群多样性的快速下降和缺乏局部精细化搜索能力。为了解决这些问题,论文提出了SFL-DE混合优化算法。SFL-DE结合了DE/best/1/bin版本的强全局搜索能力和种群多样性,以增强SFLA的性能。通过在30维的6个基准测试问题上进行对比实验,结果显示SFL-DE在较小的进化代数内就能达到优于SFLA和DE基础版本(DEr1和DEb2)的优化效果。优化效率、计算精度和鲁棒性都有所提高,但其计算时间较长,这是SFL-DE的一个显著缺点。 这项研究对于进化算法的改进和优化问题的求解提供了新的思路,特别是对于那些需要处理高维度和复杂问题的领域,如水资源分配、流水调度、考试时间安排、旅行商问题(TSP)、电网规划、聚类分析以及函数优化等,SFL-DE的提出有望带来更好的解决方案。尽管计算时间较长,但其性能优势可能使其在某些应用场景下成为更有吸引力的选择。未来的研究可能需要探索如何减少计算时间,同时保持或提高算法的性能。