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整数规划的金字塔演化策略研究

整数规划的金字塔演化策略研究

作者：王占占武汉理工大学

学位级别：硕士

整数规划（Integer Programming,IP）是在科学领域和应用研究中广泛使用的一类数学模型,属于NP-难问题.目前的求解方法是以群智能算法为主体,但这类方法一直未能很好的解决种群内部个体或者种群之间的探索与开采、竞争与协作的矛盾.金... 详细信息

整数规划（Integer Programming,IP）是在科学领域和应用研究中广泛使用的一类数学模型,属于NP-难问题.目前的求解方法是以群智能算法为主体,但这类方法一直未能很好的解决种群内部个体或者种群之间的探索与开采、竞争与协作的矛盾.金字塔演化策略（Pyramid Evolution Strategy,PES）是一种新型算法,该算法采用分层机制与晋升机制有效地解决上述两大矛盾,具有跳出局部最优能力强的优点.然而,PES算法在整数规划领域的研究尚少,算法本身还存在一些缺陷.因此,本文对PES进行研究,将其由函数优化拓展到求解IP问题,主要研究内容如下:（1）针对带有约束条件的IP问题,介绍了处理约束条件的方法.（2）详细介绍了PES算法的基本情况,并对算法的机理、收敛性和时间复杂度进行了分析.（3）针对一般整数规划问题,提出了一种基于择优协作策略的PES算法.通过引入粒子群算法的两个极值,设计了一种新的种群更新方式.通过探索实验以及对比实验探究了算法的收敛性、稳定性以及探寻全局最优点的性能.实验结果表明,与其它10种算法相比,基于择优协作策略的PES算法对求解IP问题有着更优的性能.（4）针对非线性整数规划（Nonlinear Integer Programming,NLIP）问题,提出了一种改进的PES（An Improved PES,IPES）算法.该算法首先综合了种群个体的位置特征以及表现性特征,定义了潜力值函数,并以此划分种群,使得个体的分工更加明确.其次,在种群更新中考虑了当前最优个体对种群个体的引导性,设计了新的加速操作策略,来提高算法的全局搜索能力.仿真实验表明,在对14个NLIP问题的求解中,IPES比基本的PES以及所对比的其他10种算法有着更快的收敛速度与更强的鲁棒性.通过对PES算法的分析与改进,并将其拓展应用于IP领域,不仅进一步丰富了该算法的理论知识,而且为IP问题的求解提供了一种新思路、新方法.

关键词：智能算法竞争协作金字塔整数规划

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大米储藏期间风味品质的变化研究

中国食品学报 2021年第6期21卷 203-215页

作者：赵卿宇王占占陈博睿沈群中国农业大学食品科学与营养工程学院植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室国家果蔬加工工程技术研究中心北京100083

以盐丰和辽星大米为研究对象,通过含量和滋味活性值(TAV)变化,揭示储藏期间氨基酸和可溶性糖对大米味感的贡献程度。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对大米挥发性物质进行定性分析,同时运用电子舌和电子鼻阐明总体风味差异。结果表明:... 详细信息

以盐丰和辽星大米为研究对象,通过含量和滋味活性值(TAV)变化,揭示储藏期间氨基酸和可溶性糖对大米味感的贡献程度。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对大米挥发性物质进行定性分析,同时运用电子舌和电子鼻阐明总体风味差异。结果表明:高温增加氨基酸和果糖含量,减少蔗糖和葡萄糖含量。储藏期间的天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸、精氨酸和蛋氨酸TAV值大于1,且谷氨酸的TAV值最大。蔗糖仅对辽星有甜味贡献;葡萄糖和果糖在储藏期间几乎没有甜味贡献。通过偏最小二乘回归分析建立储藏大米味感物质预测模型,鲜味、甜味氨基酸,葡萄糖和蔗糖的相关系数均接近或超过80%,预测效果较好。挥发性物质在储藏期间发生明显变化,新生成吡嗪类、呋喃酮类、呋喃类、醛类、醇类、酸类等。此外,电子舌和电子鼻判别因子分析可以明显区分不同储藏条件下的大米样品,其进一步表明大米在储藏期间总体味感和气味具有差异。

关键词：氨基酸可溶性糖气相色谱-质谱电子舌电子鼻

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基于择优协作策略的PES算法在整数规划问题上的应用

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软件学报 2020年第11期31卷 3351-3363页

作者：王占占黄樟灿侯改唐荷花李贺武汉理工大学理学院湖北武汉430070

整数规划是在科学领域和应用研究中广泛使用的一类数学模型.由于它是NP困难问题,因而求解困难.目前的求解方法是以群智能算法为主体,但这类方法一直未能很好地解决种群内部个体或者种群之间的探索与开采、竞争与协作的矛盾.基于金字塔... 详细信息

整数规划是在科学领域和应用研究中广泛使用的一类数学模型.由于它是NP困难问题,因而求解困难.目前的求解方法是以群智能算法为主体,但这类方法一直未能很好地解决种群内部个体或者种群之间的探索与开采、竞争与协作的矛盾.基于金字塔结构的群智能演化策略(swarm intelligence evolution strategy based on pyramid structure,简称PES)是一种新型算法.该算法能够有效地解决上述两大矛盾.深入地分析了PES算法的机理,构造了一种择优协作策略的模型,并将改造后的PES算法由优化函数扩展到求解整数规划问题上.最后,通过探索实验以及对比实验探究了算法的收敛性、稳定性以及探寻全局最优点的性能.实验结果表明,基于择优协作策略的PES算法能够很好地求解整数规划问题.

关键词：智能算法竞争协作金字塔整数规划

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我们交通人的植树节——与绿色同行

人民交通 2019年第6期 20-25页

作者：王占占

植树造林,不仅可以绿化和美化家园,同时还可以起到扩大山林资源、防止水土流失、保护农田、调节气候、促进经济发展的作用,是一项有利于当代、造福子孙的宏伟工程.植树对于交通来说,也有很好的作用.植树是绿色交通的一部分,在高速公路...

植树造林,不仅可以绿化和美化家园,同时还可以起到扩大山林资源、防止水土流失、保护农田、调节气候、促进经济发展的作用,是一项有利于当代、造福子孙的宏伟工程.植树对于交通来说,也有很好的作用.植树是绿色交通的一部分,在高速公路两侧植树,不仅可以美化交通干线沿线环境,还可以做到防风护沙,消除噪音等作用.

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泪别森林火灾救火英雄众人高呼:一路走好!

人民交通 2019年第8期 12-19页

作者：王占占

人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开.4月本是最美的季节,但是,今年的4月,尤为沉重.这世间从来就没有什么岁月静好,只是有人替我们负重前行,你之所以看不见危险,是因为有他们为你把危险挡在身后.

关键词：

智慧交通看今朝智能物流在云端-物流物联网发展进行时

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人民交通 2019年第8期 46-48页

作者：王占占

WTO的加入,中国经济飞速发展,随之带来的交通运输也在不断发展.在快速发展的时代,网购似乎成了一种新潮流,而由网购引起了新时代物流运输技术的不断推进.物流、快递站点越来越多,然而,'最后一公里'是当下物流快递的短板,菜鸟驿站从消费...

WTO的加入,中国经济飞速发展,随之带来的交通运输也在不断发展.在快速发展的时代,网购似乎成了一种新潮流,而由网购引起了新时代物流运输技术的不断推进.物流、快递站点越来越多,然而,'最后一公里'是当下物流快递的短板,菜鸟驿站从消费者角度来说,跨越了'最后一公里'.

关键词：

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彩色图像颜色量化问题的求解方法

计算机应用 2019年第9期39卷 2646-2651页

作者：李贺江登英黄樟灿王占占武汉理工大学理学院

针对K-means聚类算法在彩色图像颜色量化问题中对初始条件依赖性较强而易陷入局部最优的缺点,以及传统智能优化算法在寻优时只考虑了种群层内个体的相互竞争而忽略种群层间相互协作的问题,提出了一种基于K-means的金字塔结构演化策略(P... 详细信息

针对K-means聚类算法在彩色图像颜色量化问题中对初始条件依赖性较强而易陷入局部最优的缺点,以及传统智能优化算法在寻优时只考虑了种群层内个体的相互竞争而忽略种群层间相互协作的问题,提出了一种基于K-means的金字塔结构演化策略(PES)彩色图像量化算法。首先,将K-means聚类算法中的聚类损失函数作为新算法的适应度函数;其次,运用PES对色彩进行种群初始化、分层、探索、加速以及聚类等操作;最后,利用新算法对4幅标准彩色测试图像进行不同色彩量化级的量化。实验结果表明,所提算法能够改善K-means聚类算法以及传统智能算法的上述缺陷,在类内均方误差评判准则下,图像的平均失真率比基于PES的算法低12.25%,比差分进化算法低15.52%,比粒子群优化(PSO)算法低58.33%,比K-means算法低15.06%,且随着色彩量化级的减少,算法量化后的图像失真率比其他算法降低更多,此外,算法量化图像的视觉效果优于其他算法。

关键词：图像量化金字塔结构 K均值聚类粒子群优化算法智能算法

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论新型交通理念对石家庄创建文明城市的促进意义

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人民交通 2017年第11期 76-78页

作者：王占占中共石家庄市长安区委宣传部

讲文明,树新风,争创文明城市,是推动我国经济社会转型发展的重要引擎,也是人民群众共同的梦想。俗话说得好,"要想富,先修路",交通对于文明城市的创建具有不可替代的积极意义。但是,从目前的发展状况来看,随着我国经济社会的不断发展,交... 详细信息

讲文明,树新风,争创文明城市,是推动我国经济社会转型发展的重要引擎,也是人民群众共同的梦想。俗话说得好,"要想富,先修路",交通对于文明城市的创建具有不可替代的积极意义。但是,从目前的发展状况来看,随着我国经济社会的不断发展,交通问题日益突出,在此背景下,一种绿色环保的新型交通理念便应运而生。

关键词：新型交通理念石家庄文明城市

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盘点两会与交通相关的议案

人民交通 2019年第6期 12-15页

作者：王占占

3月15日,今年的两会落下帷幕.在十多天的会议期间,政府工作报告、部长通道以及发布会,不同渠道不断释放出民生礼包,涉及养老、教育、就业、交通、医疗等多个领域,今天就让我们来总结下与交通相关的议案.

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