蝙蝠演算法理解
A. 常見的群體智能演算法不包括
有一些並不是廣泛應用的群體智能演算法,比如螢火蟲演算法、布穀鳥演算法、蝙蝠演算法以及磷蝦群演算法等等。
粒子群演算法(particle swarm optimization,PSO)是計算智能領域中的一種生物啟發式方法,屬於群體智能優化演算法的一種,常見的群體智能優化演算法主要有如下幾類:
設想這樣一個場景:一群鳥在隨機的搜索食物。在這個區域里只有一塊食物,所有的鳥都不知道食物在哪。但是它們知道自己當前的位置距離食物還有多遠。那麼找到食物的最優策略是什麼?最簡單有效的就是搜尋目前離食物最近的鳥的周圍區域。
Step1:確定一個粒子的運動狀態是利用位置和速度兩個參數描述的,因此初始化的也是這兩個參數;
Step2:每次搜尋的結果(函數值)即為粒子適應度,然後記錄每個粒子的個體歷史最優位置和群體的歷史最優位置;
Step3:個體歷史最優位置和群體的歷史最優位置相當於產生了兩個力,結合粒子本身的慣性共同影響粒子的運動狀態,由此來更新粒子的位置和速度。
位置和速度的初始化即在位置和速度限制內隨機生成一個N x d 的矩陣,而對於速度則不用考慮約束,一般直接在0~1內隨機生成一個50x1的數據矩陣。
此處的位置約束也可以理解為位置限制,而速度限制是保證粒子步長不超限制的,一般設置速度限制為[-1,1]。
粒子群的另一個特點就是記錄每個個體的歷史最優和種群的歷史最優,因此而二者對應的最優位置和最優值也需要初始化。其中每個個體的歷史最優位置可以先初始化為當前位置,而種群的歷史最優位置則可初始化為原點。對於最優值,如果求最大值則初始化為負無窮,相反地初始化為正無窮。
每次搜尋都需要將當前的適應度和最優解同歷史的記錄值進行對比,如果超過歷史最優值,則更新個體和種群的歷史最優位置和最優解。
速度和位置更新是粒子群演算法的核心,其原理表達式和更新方式:
每次更新完速度和位置都需要考慮速度和位置的限制,需要將其限制在規定范圍內,此處僅舉出一個常規方法,即將超約束的數據約束到邊界(當位置或者速度超出初始化限制時,將其拉回靠近的邊界處)。當然,你不用擔心他會停住不動,因為每個粒子還有慣性和其他兩個參數的影響。
粒子群演算法求平方和函數最小值,由於沒有特意指定函數自變數量綱,不進行數據歸一化。
B. 元啟發式演算法和啟發式演算法有什麼區別
啟發式演算法與元啟發式演算法對區別在於是否存在「隨機因素」。 對一個同樣的問題,啟發式演算法(heuristics)只要給定了一個輸入,那麼演算法執行的步驟就固定下來了,輸出也因此固定,多次運算結果保持一致。
而元啟發式演算法(meta-heuristics)裡麵包括了隨機因素,如GA中的交叉因子,模擬退火中的metropolis准則,這些隨機因素也使得演算法有一定概率跳出局部最優解而去嘗試全局最優解,因此元啟發式演算法在固定的輸入下,而輸出是不固定的。
啟發式演算法(Heuristic Algorigthm)是一種基於直觀或經驗構造的演算法,在可接受的花費(指計算時間、計算空間等)給出待解決優化問題的每一實例的一個可行解,該可行解與與最優解的偏離程度一般不可以事先預計。
啟發式演算法是一種技術,這種演算法可以在可接受的計算費用內找到最好的解,但不一定能保證所得到解的可行性及最優性,甚至大多數情況下無法闡述所得解與最優解之間的近似程度。
元啟發式演算法(MetaHeuristic Algorigthm)是啟發式演算法的改進,它是隨機演算法與局部搜索演算法相結合的產物,常見的啟發式演算法包括遺傳演算法、模擬退火演算法、禁忌搜索演算法及神經網路演算法等。
新興的元啟發式演算法有、粒子群優化演算法、差分進化演算法,蟻群優化演算法、螢火蟲演算法、布穀鳥演算法、和聲搜索演算法、差分進化演算法、隨機蛙跳演算法、細菌覓食演算法、蝙蝠演算法的演算法等。