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蟻群優化演算法

發布時間:2022-02-24 04:18:25

㈠ 蟻群優化演算法的使用-編碼的問題!

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㈡ 在做用蟻群優化演算法在道路擁堵的情況下尋找最短路徑的項目,該如何在蟻群演算法的網路圖中刪去擁堵路段

蟻群演算法(ant colony optimization, ACO),又稱螞蟻演算法,是一種用來在圖中尋找優化路徑的機率型演算法。它由Marco Dorigo於1992年在他的博士論文中提出,其靈感來源於螞蟻在尋找食物過程中發現路徑的行為。蟻群演算法是一種模擬進化演算法,初步的研究表明該演算法具有許多優良的性質。針對PID控制器參數優化設計問題,將蟻群演算法設計的結果與遺傳演算法設計的結果進行了比較,數值模擬結果表明,蟻群演算法具有一種新的模擬進化優化方法的有效性和應用價值。
各個螞蟻在沒有事先告訴他們食物在什麼地方的前提下開始尋找食物。當一隻找到食物以後,它會向環境釋放一種揮發性分泌物pheromone (稱為信息素,該物質隨著時間的推移會逐漸揮發消失,信息素濃度的大小表徵路徑的遠近)來實現的,吸引其他的螞蟻過來,這樣越來越多的螞蟻會找到食物。有些螞蟻並沒有象其它螞蟻一樣總重復同樣的路,他們會另闢蹊徑,如果另開辟的道路比原來的其他道路更短,那麼,漸漸地,更多的螞蟻被吸引到這條較短的路上來。最後,經過一段時間運行,可能會出現一條最短的路徑被大多數螞蟻重復著。

原理

設想,如果我們要為螞蟻設計一個人工智慧的程序,那麼這個程序要多麼復雜呢?首先,你要讓螞蟻能夠避開障礙物,就必須根據適當的地形給它編進指令讓他們能夠巧妙的避開障礙物,其次,要讓螞蟻找到食物,就需要讓他們遍歷空間上的所有點;再次,如果要讓螞蟻找到最短的路徑,那麼需要計算所有可能的路徑並且比較它們的大小,而且更重要的是,你要小心翼翼地編程,因為程序的錯誤也許會讓你前功盡棄。這是多麼不可思議的程序!太復雜了,恐怕沒人能夠完成這樣繁瑣冗餘的程序。

然而,事實並沒有你想得那麼復雜,上面這個程序每個螞蟻的核心程序編碼不過100多行!為什麼這么簡單的程序會讓螞蟻干這樣復雜的事情?答案是:簡單規則的涌現。事實上,每隻螞蟻並不是像我們想像的需要知道整個世界的信息,他們其實只關心很小范圍內的眼前信息,而且根據這些局部信息利用幾條簡單的規則進行決策,這樣,在蟻群這個集體里,復雜性的行為就會凸現出來。這就是人工生命、復雜性科學解釋的規律!那麼,這些簡單規則是什麼呢?

㈢ 蟻群優化的內容提要

通過對螞蟻復雜的社會行為的研究.科學家們發現基於其行為模式的模型可以用來求解復雜的組合優化問題。為了解決計算機科學中的最短路徑問題,基於螞蟻行為特徵所發展起來的演算法演變成一個被廣泛認可並非常成功的新的研究領域--蟻群優化(ACO)。本書從理論和實際應用兩方面介紹了這個迅速發展的領域。
本書首先介紹了如何將螞蟻的行為轉換成有效的優化演算法,然後介紹蟻群元啟發式演算法及其在組合優化中的應用。隨後介紹了主要的ACO演算法並給出了最新的理論進展。書中綜述了當前的ACO應用,包括路由問題、任務委派、調度安排、子集問題、機器學習和生物信息學問題等,詳細描述了用於網路路由的蟻網蟻群優化演算法AntNet。最後,對該領域的研究進展進行了總結,並給出了未來的研究方向。書中每一章都給出了建議閱讀的參考書目、章節重點和練習題目。

㈣ 蟻群演算法與遺傳演算法的區別

都屬於智能優化演算法
但是蟻群演算法具有一定的記憶性,遺傳演算法沒有
蟻群演算法有幾種原則,比如覓食原則,避障原則等,遺傳演算法沒有
蟻群演算法屬於群智能優化演算法,具有並行性,每個粒子都可以主動尋優,遺傳演算法不行
蟻群演算法基於信息素在環境中的指示,遺傳演算法是基於優勝劣汰的生物進化思想
遺傳演算法有選擇,交叉,變異三種運算元,每種運算元又有各自的不同方法,通過對運算元方法的修改和搭配,可以得到不同的改進遺傳演算法
蟻群演算法則多和其他智能演算法相結合,得到改進的蟻群演算法

㈤ 導師叫我搞優化演算法(蟻群、神經、退火之類的),感覺沒什麼實際用處,以後就業怎樣

如果你膽敢跟導師說:你搞的這個東西沒用,俺不幹,你自己玩去吧。我保證你就業不怎麼樣

㈥ 現在模擬退火演算法、粒子群優化演算法、遺傳演算法和蟻群優化演算法現在用的還多嗎

我是人工智慧的小白,不能告訴你這幾個演算法是否是人工智慧,不過碰巧多年前學習優化演算法時,接觸過這些演算法。在這里分享幾個關於演算法的故事吧。

貨郎擔問題

有個快遞小哥要跑遍全城送貨,您打算幫他規劃一條最短的路線。該怎麼做呢,最直接的辦法是窮舉法。羅列出所有可能的線路,計算出每條線路的距離,尋求最短的路徑。看起來很簡單吧。可是在實際的路網上,路線組合是非常多的。如果有15個目的地,組合的數量至少是15的階乘。更何況還要考慮路況,收費免費,時間段等各種條件的組合,這樣的計算量恐怕是量子計算機也不能在可接受的時間里完成。這象是對條件不足多元方程組求解,要從無窮多的解中找出最接近期望值的解。於是,人們想出了許多快速逼近最優解的辦法。

螞蟻演算法

螞蟻出來覓食時,先是向四面八方出動,發現食物的螞蟻會掉頭回來通知其它的螞蟻。接到通知的螞蟻就會向食物的方向移動。螞蟻移動時會在路線上留下氣味。這樣在通向食物的路線上氣味就越來越濃,後面的螞蟻不用直接接到信息,只要追著最濃的氣味就可以找到食物。人們受到這個現象的啟發,設立出來先按隨機條件計算,在小范圍內找到局部最優解之後,就為這些條件加分。一定時間後就圍繞著分數高的條件計算,不斷反復後得到的解被當作近似最優解。這就是螞蟻演算法的原理。

神經網路

和螞蟻演算法類似,人的記憶是通過神經元的突出建立起聯系實現的。類似的刺激會使聯系增強。達到一定刺激量之後,就可以形成長久的記憶。模仿這一過程,人們把各種約束條件當作神經元,隨機選取路線,輸入各種條件,當路徑傾向於縮短時,就按照權重給各條件加分,反之就給條件減分,然後,根據分數,以最有利於優化的條件為主重新選擇路線,反復該過程直到達到邊界條件時,就認為得到了近似最優解。遺傳演算法,模擬退火演算法,也都是用一定的方法,縮小計算范圍,通過求局部最優解逼近最優解的。就不啰嗦了。

人工智慧和優化演算法

優化演算法實際上是從早期人工智慧的研究發展起來的,從這個意義上說,這些演算法也可以說是人工智慧吧。

㈦ 蟻群和粒子群優化演算法進行圖像配准哪個好

兩種方法都是可以解決這類優化問題,一般而言用粒子群優化演算法會在速度上快些。不過無論採用哪一種,都是要經過一定的問題性改性。

㈧ 經典的網路優化演算法跟智能演算法,哪個跟好些譬如Dijkstra演算法和蟻群演算法。

Dijkstra演算法和蟻群演算法是有著本質不同的,屬於兩個范疇了,前者是確定性演算法,輸入一個圖,必定能產生一個可行結果。而後者是屬於啟發式演算法,有隨機因素。不一定能產生好的結果,但一般情況下由於存在啟發式因素和智能因素,能夠產生比較好的結果,但不能保證產生全局最優解。況且前者是一個針對性很強的演算法,只能用於最短路徑計算,而蟻群演算法可以用來解決一大類問題,比如圖演算法、數值優化、數據挖掘等等。

㈨ 蟻群優化演算法的介紹

本書圍繞蟻群演算法這一來自昆蟲世界的優化思想,對其基本原理、核心步驟及其在最優化相關領域的實現作了詳細介紹。

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