基于自适应机制的多宇宙并行量子衍生进化算法

来源：计算机应用杂志2015年第2期北京时间：

作者：刘晓红, 曲志坚, 曹雁锋, 张先伟, 冯刚

单位：山东理工大学 计算机科学与技术学院, 山东 淄博 255049

摘要：进化参量的选取对量子衍生进化算法(QEA)的优化性能有极大的影响,传统QEA在选择进化参量时并未考虑种群中个体间的差异,种群中所有个体采用相同的进化参量完成更新,导致算法在解决组合优化问题中存在收敛速度慢、容易陷入局部最优解等问题。针对这一问题,采用自适应机制调整QEA的旋转角步长和量子变异概率,算法中任意一代的任一个体的进化参量均由该个体自身适应度确定,从而保证尽可能多的进化个体能够朝着最优解方向不断靠近。此外,由于自适应量子进化算法需要评估个体的适应度,导致运算时间较长,针对这一问题则采用多宇宙机制将算法分布于多个宇宙中并行实现,从而提高算法的执行效率。通过搜索多峰函数最优解和求解背包问题测试算法性能,结果表明,与传统QEA相比,所提出算法在收敛速度、搜索全局最优解及执行速度方面具有较好的表现。

关键词：组合优化,量子衍生进化算法,最优解,多宇宙,并行计算

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61473179);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(BS2013DX032);山东理工大学青年教师发展支持计划项目(2014-09)。