改进的多目标人工蜂群算法:基于膝点的KnMOABC

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"这篇论文研究了如何通过引入knee points的概念来改进多目标人工蜂群算法,以解决传统算法在高维和多峰问题中收敛速度慢、易陷入局部最优和精度下降的问题。作者设计了一种快速识别knee point的算法,并将其整合到多目标人工蜂群算法中,提出了名为KnMOABC的新算法。该算法在迭代过程中不仅考虑Pareto支配关系,还优先选择knee points作为下一代个体,从而提高了收敛速度。同时,为了保持解的分布性,算法中采用了自适应策略。实验结果显示,KnMOABC在性能上超越了其他三个最新的多目标人工蜂群算法。" 正文: 多目标优化是现代优化问题中的一种重要形式,广泛应用于各种实际场景,如工程设计、化学工程等。它涉及到多个互相冲突的目标函数,要求寻找Pareto最优解集,即一组无法被其他解支配的解,它们在目标空间中尽可能接近理想最优状态。 人工蜂群算法(ABC)是一种受到蜜蜂觅食行为启发的全局优化算法,具有简单且易于实现的特点。然而,ABC在解决多目标优化问题时,可能会遇到收敛速度慢、易陷于局部最优及优化精度降低的问题,尤其在高维度和复杂问题中更为明显。针对这些问题,该论文提出了一种基于knee points的改进方法。 Knee points是指在多目标优化中,对于Pareto前沿上的点,具有显著改善至少一个目标而不牺牲其他目标的那些点。它们代表了最具吸引力的解决方案,因为它们在多目标决策中提供了最大的权衡。论文中,作者设计了一种快速识别knee points的策略,这有助于算法更高效地定位到具有更好权衡的解。 改进的多目标人工蜂群算法(KnMOABC)在迭代过程中,不仅依据Pareto支配关系选择个体,而且优先考虑knee points,这样可以加速算法的收敛速度。此外,通过自适应策略,算法能够在保持解的多样性方面表现出色,避免了早熟收敛,从而能够找到更全面的Pareto前沿。 通过与其他三个最新的多目标人工蜂群算法进行比较,实验结果证明了KnMOABC在求解质量和效率方面的优势。这一改进对多目标优化领域的研究具有重要意义,为解决复杂优化问题提供了新的思路和工具。 这篇论文深入探讨了如何利用knee points的概念来优化多目标人工蜂群算法,提出的KnMOABC算法在处理多目标优化问题时,既能快速收敛又能保持解的分布性,对于提高算法性能具有显著作用。