计算机应用》唯一官方网站››2024第44卷››问题(5): 1348-1354.内政部:10.11772/j.issn.1001-9081.2024020255

所属专题:进化计算专题(2024年第5期“进化计算专题”导读,全文即将上线)

进化计算专题 • (一)   

面向大规模重叠问题的两阶段差分分组方法

田茂江陈鸣科堵威(),杜文莉  

  1. 能源化工过程智能制造教育部重点实验室华东理工大学),上海 200237
  • 收稿日期:2024-03-12 收益率:2024-04-05 接受日期:2024年4月7日 日本:2024-04-26 出版日期:2024-05-10
  • 通讯作者:堵威
  • 作者简介:中国(2000—),男,山东淄博人,博士研究生,主要研究方向:进化计算、大规模优化
    陈鸣科(1998—),男,河南焦作人,硕士研究生,主要研究方向:进化计算、大规模优化
    杜文莉(1974—),女,山东淄博人,教授,博士,主要研究方向:工业过程建模、控制与优化。
    第一联系人:堵威(1987年-)男,江苏南通人,副教授,博士,主要研究方向:进化计算、大规模优化、复杂工业过程决策
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2022YFB3305900);项目(62173144);上海市青年科技启明星计划项目(22QA1402400);上海人工智能实验室资助项目

大规模重叠问题的两阶段微分分组法

田茂江陈明科魏杜(),杜文丽  

  1. 能源化工过程智能制造教育部重点实验室(华东理工大学),上海200237
  • 收到:2024-03-12 修订过的:2024-04-05 认可的:2024年4月7日 在线:2024-04-26 出版:2024-05-10
  • 联系人:魏杜
  • 关于作者:田茂江,2000年生,博士研究生。他的研究兴趣包括进化计算、大规模优化。
    陈明科,1998年生,硕士研究生。他的研究兴趣包括进化计算、大规模优化。
    杜文丽,1974年生,博士,教授。她的研究兴趣包括工业过程建模、控制和优化。
  • 支持单位:
    这项工作得到了国家重点研发计划(2022YFB3305900)的部分支持;国家自然科学基金项目(62173144);上海市崛起之星计划(22QA1402400);上海人工智能实验室

摘要:

大规模重叠问题在实际工程应用中普遍存在,重叠问题子组间的共享变量给大规模重叠问题的优化带来了很大困难。基于分解的协同进化(抄送)算法在解决大规模重叠问题上表现良好。然而,一些针对重叠问题设计的新型科科斯群岛获得者(TSDG)方法,在实现精确分组的同时显著减少了计算资源消耗。在第一阶段,采用基于有限差分原理的分组方法高效地识别子组集和共享变量集;第二阶段则提出一种分组改善方法检查前一阶段得到的子组集和共享变量集的信息,改正不准确的分组结果,以提高分组的稳定性和准确性。利用两阶段的协同作用,TSDG公司实现了对大规模重叠问题高效准确的分解。实验结果表明,TSDG公司能够在消耗较少计算资源的同时准确地分解大规模重叠问题。在优化实验中,TSDG公司在大规模重叠问题上的表现也优于对比算法。

关于: 大规模重叠问题, 因此, 计算资源消耗, 进化算法

摘要:

大尺度重叠问题在实际工程应用中普遍存在,由于共享变量的存在,优化挑战被大大放大。基于分解的协同进化(CC)算法在解决大规模重叠问题方面表现出了良好的性能。然而,某些为重叠问题设计的新CC框架依赖分组方法来识别重叠问题结构,而当前用于大规模重叠问题的分组方法未能同时考虑准确性和效率。为了解决上述问题,提出了一种用于大规模重叠问题的两阶段差分分组(TSDG)方法,该方法在实现精确分组的同时显著降低了计算资源消耗。第一阶段,采用基于有限差分原理的分组方法,有效识别所有子成分和共享变量。为了提高分组的稳定性和准确性,第二阶段提出了一种分组细化方法,用于检查前一阶段获得的子成分和共享变量的信息,并纠正不准确的分组结果。基于这两个阶段的协同作用,TSDG实现了大规模重叠问题的高效准确分解。大量实验结果表明,TSDG能够准确地对大规模重叠问题进行分组,同时消耗更少的计算资源。在优化实验中,与用于大规模重叠问题的最新算法相比,TSDG显示出优越的性能。

关键词: 大规模重叠问题, 差异分组, 合作共同进化(CC), 计算资源消耗, 进化算法

中图分类号: