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精英协同进化的蜉蝣算法

浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1346-1356页

作者：吴慧玲刘升上海工程技术大学管理学院上海201620

蜉蝣算法的种群多样性低、寻优性能差,为此提出基于精英协同进化的蜉蝣算法(ECMA).将雄性蜉蝣种群根据自身种群适应度分为精英种群和普通种群,精英个体进行自我学习以保持种群的多样性,实现高水平的全局搜索;普通个体飞向统一目标进行... 详细信息

蜉蝣算法的种群多样性低、寻优性能差,为此提出基于精英协同进化的蜉蝣算法(ECMA).将雄性蜉蝣种群根据自身种群适应度分为精英种群和普通种群,精英个体进行自我学习以保持种群的多样性,实现高水平的全局搜索;普通个体飞向统一目标进行局部开发,以提高ECMA的收敛速度.根据婚姻市场理论改进雌性蜉蝣的位置更新,提高ECMA的寻优性能;引入新的自适应重力系数平衡全局搜索和局部开发能力,提高ECMA的收敛精度;引入莱维飞行的跳出策略,避免ECMA陷入局部最优.基于20个基准测试函数和CEC2019测试函数进行算法的仿真优化分析,与蜉蝣算法以及其他优秀的群智能算法相比,ECMA在寻优精度、收敛速度和稳定性方面均有较大提升.

关键词：蜉蝣算法精英策略协同进化莱维飞行婚姻市场理论

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融合熵聚类和增广变邻策略的蚁群优化算法

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2115-2129页

作者：李晗珂游晓明刘升上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海工程技术大学管理学院上海201620

针对蚁群算法求解大规模旅行商问题时存在收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种融合熵聚类和增广变邻策略的蚁群优化算法。首先提出融合信息熵的聚类策略,利用熵确定最佳截断距离对数据集进行合理划分;通过求解每个子簇形成初始路... 详细信息

针对蚁群算法求解大规模旅行商问题时存在收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出一种融合熵聚类和增广变邻策略的蚁群优化算法。首先提出融合信息熵的聚类策略,利用熵确定最佳截断距离对数据集进行合理划分;通过求解每个子簇形成初始路径,并为全局寻优提供导向信息素,从而提升收敛速度。其次提出增广变邻策略,将蚂蚁分为爬行蚁和滑翔蚁,滑翔蚁引入的增广变邻策略在迭代后更新节点和邻居信息素,而且通过邻居数量随最优解质量动态匹配,来强化邻居节点探索,以平衡收敛速度与解的质量。当算法陷入停滞时,利用路径相似性机制平滑非公共路径信息素,帮助算法跳出局部最优。通过对旅行商问题数据集进行实验仿真表明,所提算法有效平衡了收敛速度与解的精度,尤其对于大规模问题,显著提高了解的质量。

关键词：蚁群算法旅行商问题熵聚类增广变邻路径相似性

SV和SH波垂直入射下二维盆地-子盆地共振对比研究

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地震工程与工程振动 2024年第3期44卷 146-156页

作者：刘昇刘启方苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215009

盆地-子盆地中的子盆地除了底部直达的入射体波外,还存在大盆地产生的横向传播的面波入射,导致子盆地共振特性的变化。基于显式有限元法,对比分析了SH波和SV波垂直入射下,子盆地基底阻抗比、大盆地倾角和半宽对二维梯形盆地-子盆地的二... 详细信息

盆地-子盆地中的子盆地除了底部直达的入射体波外,还存在大盆地产生的横向传播的面波入射,导致子盆地共振特性的变化。基于显式有限元法,对比分析了SH波和SV波垂直入射下,子盆地基底阻抗比、大盆地倾角和半宽对二维梯形盆地-子盆地的二维共振频率及其对应放大系数的影响。研究表明:受大盆地产生的横向传播面波的影响,子盆地的速度峰值PGV和累积能量Ex最大值均有明显放大,且SV波入射下的放大系数大于SH波;子盆地基底阻抗比对盆地-子盆地的PGV最大值、Ex最大值、二维共振频率及其对应放大系数影响较大,大盆地倾角和半宽的影响不大。SV波和SH波入射下子盆地二维共振频率较单一小盆地均有所增加,且同阻抗比下SV波入射的增幅大于SH波。SH波入射下二维共振频率下的放大系数基本大于单一小盆地,而SV波在低阻抗比下低于单一小盆地,高阻抗比下高于单一小盆地和SH波入射下的结果。SV波入射下盆地-子盆地的二维共振频率及其对应放大系数受大盆地的影响较SH波更大。

关键词：盆地-子盆地显式有限元法二维盆地共振阻抗比

结合竞争交互策略和淘汰重组机制的异构多蚁群算法

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系统仿真学报 2024年第1期36卷 232-248页

作者：冯晨游晓明刘升上海工程技术大学上海201620

针对传统的蚁群算法在解决旅行商问题时(traveling salesman problem,TSP)存在着收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出了一种结合竞争交互策略和淘汰重组机制的异构多蚁群算法。建立一个异构多种群系统,算法采用竞争交互策略,根据... 详细信息

针对传统的蚁群算法在解决旅行商问题时(traveling salesman problem,TSP)存在着收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出了一种结合竞争交互策略和淘汰重组机制的异构多蚁群算法。建立一个异构多种群系统,算法采用竞争交互策略,根据不同时期各种群的汉明距离来自适应的调节交互周期;并利用竞争系数来差异化匹配交互对象,经过匹配后的交互对象之间通过最优解和信息素矩阵进行交互,通过该机制实现了算法收敛速度和多样性的平衡。算法采用了淘汰重组机制,会定期对寻优能力差的种群进行淘汰与重组,以加快算法的求解精度。采用多组不同规模的TSP算例进行仿真实验,结果表明,该算法在提高求解精度和收敛速度方面表现更优。

关键词：蚁群算法异构多种群竞争交互淘汰重组旅行商问题

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融合自适应聚类与母蚁引导策略的蚁群算法

计算机科学与探索 2024年第9期18卷 2395-2406页

作者：邢李成游晓明刘升上海工程技术大学控制科学与工程系上海201600 上海工程技术大学管理学院上海201600

针对蚁群算法在求解较大规模旅行商问题时,容易出现陷入局部最优、收敛速度较慢的情况,提出一个融合自适应聚类与母蚁引导策略的蚁群算法(AMACS)。在自适应聚类中,使用改进的聚类方法,利用最大最小距离与类密度的思想,通过自适应聚类策... 详细信息

针对蚁群算法在求解较大规模旅行商问题时,容易出现陷入局部最优、收敛速度较慢的情况,提出一个融合自适应聚类与母蚁引导策略的蚁群算法(AMACS)。在自适应聚类中,使用改进的聚类方法,利用最大最小距离与类密度的思想,通过自适应聚类策略,获得最佳聚类结果,并快速获得各个类的优化解;利用近邻原则,将相邻的类进行蛛网融合,从而有效提高了初始解的精度。通过母蚁引导策略对初始解进行优化,其中母蚁引导策略包括路径诱导与信息素优化两个部分:路径诱导将初始解设定为第一代的解,提高了算法的稳定性;信息素优化通过对初始解路径进行信息素激励,提高了解的精度。使用随机重组策略对信息素进行重组以及随机激励,使算法尽量跳出局部最优,提高了算法的精度。实验结果表明,提出的算法在求解大规模旅行商问题时,不仅保证了解的精度,而且提高了算法的稳定性。

关键词：蚁群算法聚类算法旅行商问题信息素优化母蚁引导

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结合评估奖惩机制和邻域动态退化的协同蚁群算法

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系统仿真学报 2024年第6期36卷 1475-1492页

作者：王育洁游晓明刘升上海工程技术大学上海201620

针对蚁群算法在求解旅行商问题中出现收敛速度慢以及易陷入局部最优等问题,提出一种结合评估奖惩机制和邻域动态退化的协同蚁群算法。根据路径评估值将路径划分为活跃路径和舍弃路径,以路径评估值作为权重对两类路径采取不同的信息素奖... 详细信息

针对蚁群算法在求解旅行商问题中出现收敛速度慢以及易陷入局部最优等问题,提出一种结合评估奖惩机制和邻域动态退化的协同蚁群算法。根据路径评估值将路径划分为活跃路径和舍弃路径,以路径评估值作为权重对两类路径采取不同的信息素奖惩策略,加快算法的收敛速度。采用邻域动态退化策略,利用邻域半径将城市集分为探索区和退化区,自适应缩小蚂蚁的搜索范围,通过保留概率动态保留部分退化区中的城市,结合探索区中的城市一并计算状态转移概率,平衡算法的收敛速度和种群的多样性。采取种间协同进化机制,根据Tanimoto相关系数确定种群间的交互周期,并在算法的不同阶段选择合适的交互方式帮助算法跳出局部最优,提高算法的求解精度,达到种群间有效交流的目的。

关键词：评估奖惩邻域退化 Tanimoto相关系数协同进化蚁群算法旅行商问题

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增强型野马优化算法及其工程应用

计算机应用研究 2024年第7期41卷 2061-2068页

作者：马志海刘升上海工程技术大学管理学院上海201620

针对野马优化算法易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,提出增强型野马优化算法。首先,在种群初始化阶段,采用Sinusoidal映射,增加种群的多样性;其次,在阶段更新过程中,设计出非线性收敛性更强的自适应权重,调节全局搜索和局部优化能力;然... 详细信息

针对野马优化算法易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,提出增强型野马优化算法。首先,在种群初始化阶段,采用Sinusoidal映射,增加种群的多样性;其次,在阶段更新过程中,设计出非线性收敛性更强的自适应权重,调节全局搜索和局部优化能力;然后,在更新领导者位置阶段加入扰动因子,平衡局部和全局探索能力;进一步,利用自适应t分布变异,对个体位置进行扰动,提高算法跳出局部最优的能力。通过在CEC2021测试竞赛进行测试优化比较,验证算法的有效性和稳健性,并利用Wilcoxon秩和检验和MAE排名,验证算法的有效性。最后将算法应用到工程难题问题中,验证了其在工程优化问题上的适用性与优越性。实验结果表明,与其他智能算法相比,增强型野马优化算法具有更强的寻优能力和更快的收敛速度。

关键词：野马优化算法 Sinusoidal映射自适应t分布工程优化

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基于偏振编码图像的低空伪装目标实时检测

兵工学报 2024年第5期45卷 1374-1383页

作者：沈英刘贤财王舒黄峰福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

偏振可以提高无人机的自主侦察能力,但易受到探测角度和目标材质的影响,从而降低偏振检测的鲁棒性。为此,提出一种基于偏振图像的低空伪装目标实时检测算法YOLO-P,采用融合多偏振方向信息的编码图像作为输入,应用三维卷积模块提取不同... 详细信息

偏振可以提高无人机的自主侦察能力,但易受到探测角度和目标材质的影响,从而降低偏振检测的鲁棒性。为此,提出一种基于偏振图像的低空伪装目标实时检测算法YOLO-P,采用融合多偏振方向信息的编码图像作为输入,应用三维卷积模块提取不同偏振方向图像之间的联系特征;引入特征增强模块对多层次特征进行进一步增强;采用跨层级特征聚合网络,充分利用不同尺度的特征信息,完成特征的有效聚合,最终联合多通道特征信息输出检测结果。构建包含10类目标的低空伪装目标偏振图像数据集PICO(Polarization Image of Camouflaged Objects)。在PICO数据集上的实验结果表明,新方法可以有效检测伪装目标,mAP_(0.5:0.95)达到52.0%,mAP_(0.5)达到91.5%,检测速率达到55.0帧/s,满足实时性要求。

关键词：无人机伪装目标检测深度学习偏振成像特征增强特征聚合

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硅藻土负载α-MnO纳米复合材料催化臭氧氧化溴氨酸钠的性能及机理

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环境工程学报 2024年

作者：丁兆罡龚程刘升吕新新陈星合肥工业大学资源与环境工程学院合肥工业大学工业与装备技术研究院

采用水热法成功合成了4种晶相结构的MnO2及将其负载在硅藻土上的纳米复合材料，并对其催化臭氧氧化降解溴氨酸钠（BAA）性能进行了详细研究。采用XRD、SEM、CV、EIS等手段对材料进行表征，α-MnO2/DE更低的极化电阻以及更快地电子转移... 详细信息

采用水热法成功合成了4种晶相结构的MnO2及将其负载在硅藻土上的纳米复合材料，并对其催化臭氧氧化降解溴氨酸钠（BAA）性能进行了详细研究。采用XRD、SEM、CV、EIS等手段对材料进行表征，α-MnO2/DE更低的极化电阻以及更快地电子转移效率是其性能优异的原因。单因素实验结果表明，α-MnO2/DE催化臭氧氧化反应体系能在30 min内将50 mg·L-1BAA完全降解。通过对反应前后XPS表征、自由基淬灭实验、ESR分析研究该反应体系的催化机理。结果表明，Mn（Ⅲ）作为反应活性位点使O3吸附并活化产生ROS，同时该体系的主要活性氧物种为·OH。此外，离子干扰实验和循环实验证明该新型催化剂具有优异的稳定性和广阔的应用前景。

关键词：非均相臭氧催化氧化 MnO 硅藻土溴氨酸钠机理