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基于改进实数编码遗传算法的神经网络超参数优化

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计算机应用 2023年

作者：佘维李阳钟李红孔德锋田钊互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心(郑州大学) 郑州大学计算机与人工智能学院军事科学院国防工程研究院工程防护研究所郑州市区块链与据智能重点实验室(郑州大学) 郑州大学网络空间安全学院嵩山实验室

针对神经网络超参数优化效果差、容易陷入次优解和优化效率低的问题，提出了一种基于改进实数编码遗传算法（IRCGA）的神经网络超参数优化方法——IRCGA-DNN(IRCGA optimizes Deep Neural Network,IRCGA-DNN)。首先，采用实数编码方式... 详细信息

针对神经网络超参数优化效果差、容易陷入次优解和优化效率低的问题，提出了一种基于改进实数编码遗传算法（IRCGA）的神经网络超参数优化方法——IRCGA-DNN(IRCGA optimizes Deep Neural Network,IRCGA-DNN)。首先，采用实数编码方式表示超参数的取值，使得超参数的搜索空间更加灵活；然后，引入分层比例选择算子以增加解集多样性；最后，分别设计了改进的单点交叉和变异算子，以更全面地探索超参数空间，提高优化算法的效率和质量。基于两个仿真数据集，验证IRCGA在毁伤效果预测性能和收敛效率。实验结果表明，在两个数据集上，与标准遗传算法（GA）进行神经网络超参数优化相比，所提方法的收敛迭代次数分别减少了8.7%和13.6%,MSE平均减少了4%和2%的；与改进遗传算法（IGA）进行超参数优化相比，IRCGA-DNN的收敛迭代次数分别减少了22.2%和13.6%。结果表明所提方法能同时在收敛速度和预测性能上表现更均衡且更优，能有效处理神经网络超参数优化问题。

关键词：实数编码遗传算法超参数优化进化神经网络机器学习

基于改进实数编码遗传算法的神经网络超参数优化

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计算机应用 2024年第3期44卷 671-676页

作者：佘维李阳钟李红孔德锋田钊郑州大学网络空间安全学院郑州450001 嵩山实验室郑州450000 互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心(郑州大学) 郑州450052 郑州市区块链与数据智能重点实验室(郑州大学) 郑州450001 郑州大学计算机与人工智能学院郑州450001 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023

针对神经网络超参数优化效果差、容易陷入次优解和优化效率低的问题,提出一种基于改进实数编码遗传算法(IRCGA)的深度神经网络超参数优化算法——IRCGA-DNN(IRCGA for Deep Neural Network)。首先,采用实数编码方式表示超参数的取值,使... 详细信息

针对神经网络超参数优化效果差、容易陷入次优解和优化效率低的问题,提出一种基于改进实数编码遗传算法(IRCGA)的深度神经网络超参数优化算法——IRCGA-DNN(IRCGA for Deep Neural Network)。首先,采用实数编码方式表示超参数的取值,使超参数的搜索空间更灵活;然后,引入分层比例选择算子增加解集多样性;最后,分别设计了改进的单点交叉和变异算子,以更全面地探索超参数空间,提高优化算法的效率和质量。基于两个仿真数据集,验证IRCGA-DNN的毁伤效果预测性能和收敛效率。实验结果表明,在两个数据集上,与GA-DNN(Genetic Algorithm for Deep Neural Network)相比,所提算法的收敛迭代次数分别减少了8.7%和13.6%,均方误差(MSE)相差不大;与IGA-DNN(Improved GA-DNN)相比,IRCGA-DNN的收敛迭代次数分别减少了22.2%和13.6%。实验结果表明,所提算法收敛速度和预测性能均更优,能有效处理神经网络超参数优化问题。

关键词：实数编码遗传算法超参数优化进化神经网络机器学习

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基于实数编码遗传算法的稀布阵列综合

电讯技术 2022年第9期62卷 1272-1277页

作者：孙建邦李建兵王鼎聂福全林鹏飞中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001 卫华集团有限公司河南长垣453400 北部战区陆军参谋部30分队济南250000

针对有孔径和阵元总数约束的线性阵列,提出了一种基于实数编码遗传算法的稀布阵列综合方法。算法中每条染色体基因主要由阵元间距和激励幅度共同组成,采用双变量组合优化的方式为阵列性能优化提供了更多的自由度。采用十进制实数量化编... 详细信息

针对有孔径和阵元总数约束的线性阵列,提出了一种基于实数编码遗传算法的稀布阵列综合方法。算法中每条染色体基因主要由阵元间距和激励幅度共同组成,采用双变量组合优化的方式为阵列性能优化提供了更多的自由度。采用十进制实数量化编码的方式,省去了二进制编码过程中的解码运算,使算法程序更为简洁,效率更高。以降低阵列方向图的峰值旁瓣电平为目标函数,运用提出的改进遗传算法针对几种不同的线性阵列进行优化仿真,在同等约束条件下将该算法与其他改进遗传算法进行了优化对比,结果表明该算法表现更为出色。

关键词：相控阵天线稀布阵列实数编码遗传算法

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实数编码多种群遗传算法的改进及应用

地球物理学报 2009年第10期52卷 2644-2651页

作者：何委徽王家林胡龙胜同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

本文首先从分析实数编码的GA理论出发,提出实数编码条件下不需要继续沿用二进制编码条件下常用的传统单点、两点及多点交叉算子,基因选择可采用基因位独立(locus independent)的方式进行.据此研制了相应的交叉算子,并给出了一种实现方式... 详细信息

本文首先从分析实数编码的GA理论出发,提出实数编码条件下不需要继续沿用二进制编码条件下常用的传统单点、两点及多点交叉算子,基因选择可采用基因位独立(locus independent)的方式进行.据此研制了相应的交叉算子,并给出了一种实现方式,试验计算验证了该算子的有效性.其次,针对地球物理反演问题的复杂性以及遗传算法参数设置对问题的敏感性,将算法性能调整的灵活性作为方法选择的重要标准,采用了多种群遗传算法作为反演方法,设计了两个种群级的改进策略,并验证了其效能.最后,将改进的实数编码多种群遗传算法应用于重力模型反演,完成了梯形变密度体组合模型和2.5度体多边形棱柱组合模型的反演试算,取得了预期效果,并成功地应用于新疆地区实际资料的处理与解释.

关键词：实数编码多种群遗传算法重力反演

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实数编码遗传算法的改进及并行化实现

河北大学学报（自然科学版） 2019年第1期39卷 86-92页

作者：刘振鹏王雪峰薛雷张彬张寿华河北大学网络空间安全与计算机学院河北保定071002 河北大学信息技术中心河北保定071002

针对实数编码的遗传算法容易掉入局部极值、收敛速度慢等缺点,提出一种改进的实数编码的遗传算法,并对其进行了基于GPU的并行化实现.通过4个典型的遗传算法性能测试函数进行测试,结果表明,改进后的算法可以有效地跳出局部极值点,并能加... 详细信息

针对实数编码的遗传算法容易掉入局部极值、收敛速度慢等缺点,提出一种改进的实数编码的遗传算法,并对其进行了基于GPU的并行化实现.通过4个典型的遗传算法性能测试函数进行测试,结果表明,改进后的算法可以有效地跳出局部极值点,并能加快算法的收敛速度;在求解复杂的高维函数时,并行化后的改进算法可以显著减少算法的运行时间.

关键词：遗传算法实数编码算法改进 GPU并行

面向深空探测任务的实数遗传编码多星任务规划算法

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控制理论与应用 2019年第12期36卷 2055-2064页

作者：贺东雷冯小恩雷明佳江飞龙董诗音李玉庆北京空间飞行器总体设计部北京100094 哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心黑龙江哈尔滨150001

针对面向深空探测任务的多星任务规划问题,综合考虑卫星对目标时间窗口、卫星姿态机动以及工作能耗等约束条件,建立了面向深空探测任务的多星任务规划问题模型,针对常规01编码在进行大规模卫星任务规划时,存在的编码长度过长等问题,提... 详细信息

针对面向深空探测任务的多星任务规划问题,综合考虑卫星对目标时间窗口、卫星姿态机动以及工作能耗等约束条件,建立了面向深空探测任务的多星任务规划问题模型,针对常规01编码在进行大规模卫星任务规划时,存在的编码长度过长等问题,提出了一种基于实数编码方式的遗传算法,以求解面向深空探测的多星任务规划问题.该算法采用了一种以目标为染色体的实数编码方式,相比传统的以时间窗口为染色体的01编码方式,缩短了染色体长度,可有效提高算法的求解效率.通过仿真算例分析,验证了基于实数编码的遗传算法对求解多星任务规划问题的正确性、合理性和有效性,并将其与基于传统01编码方式的遗传算法进行对比分析,其结果表明基于实数编码方式的遗传算法在寻优能力和计算速度上具有明显优势,这为求解面向深空探测任务的多星任务规划问题提供了一种新的思路和方法.

关键词：深空探测卫星任务规划遗传算法实数编码

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基于等位基因的实数编码量子进化算法

仪器仪表学报 2015年第9期36卷 2129-2137页

作者：张宇献钱小毅彭辉灯王建辉沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

为改善量子进化算法的早熟问题,提高算法搜索精度和收敛速度,提出了一种基于等位基因的实数编码量子进化算法。该算法以概率叠加的方式将实数变量按照等位基因进行编码,采用混合更新策略根据基因的"相对优良性"对等位基因进行变尺度变异... 详细信息

为改善量子进化算法的早熟问题,提高算法搜索精度和收敛速度,提出了一种基于等位基因的实数编码量子进化算法。该算法以概率叠加的方式将实数变量按照等位基因进行编码,采用混合更新策略根据基因的"相对优良性"对等位基因进行变尺度变异,在全局搜索与局部搜索平衡的前提下提高搜索速度,之后引入Hε门更新等位基因对应的概率幅度。最后利用Markov链证明了其全局收敛性。数值算例将所提及算法与量子进化算法和基于双链编码的量子遗传算法进行比较,验证了算法的收敛速度和求解精度,并将该算法应用于纺织浆纱工艺参数的优化问题,获得了良好的优化效果。

关键词：量子进化算法实数编码等位基因混合更新策略收敛性分析

基于量子位实数编码的优化算法及轧制规程多目标优化

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仪器仪表学报 2014年第11期35卷 2440-2447页

作者：张宇献李松李勇王建辉沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

针对热连轧轧制规程优化问题,以等功率裕量和轧制能耗为优化目标函数建立热连轧轧制规程多目标优化模型,提出基于量子位实数编码的热连轧轧制规程多目标优化算法。该算法将免疫遗传算法框架与量子计算思想相结合,采用量子位实数编码,利... 详细信息

针对热连轧轧制规程优化问题,以等功率裕量和轧制能耗为优化目标函数建立热连轧轧制规程多目标优化模型,提出基于量子位实数编码的热连轧轧制规程多目标优化算法。该算法将免疫遗传算法框架与量子计算思想相结合,采用量子位实数编码,利用量子态干涉进行遗传算子的交叉和变异,同时保证非支配解按拥挤距离选择优势免疫抗体种群,得到Pareto全局最优解集。以某轧钢厂热连轧精轧机组为例,验证本文所提及算法的有效性。实例分析表明,所提及的算法在寻优能力和收敛速度上均优于传统的NSGA-Ⅱ算法,能够获得更好的Pareto解集,有效地解决热连轧轧制规程多目标优化问题,改善了轧制能耗。

关键词：多目标优化非支配排序量子位实数编码轧制规程

基于实数编码量子进化算法的不规则多边形排样

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计算机集成制造系统 2016年第5期22卷 1235-1243页

作者：杨卫波王铮王万良张景玲浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023 温州大学物理与电子信息工程学院浙江温州325035 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310014

为探索更高效的二维不规则多边形排样方法,提出一种改进的实数编码量子进化算法。设计了基于临界多边形的按照排样件最低形心位置进行布局的放置策略,并建立了以最大化材料利用率为优化目标的数学模型;设计了基于排样编号序列和旋转角... 详细信息

为探索更高效的二维不规则多边形排样方法,提出一种改进的实数编码量子进化算法。设计了基于临界多边形的按照排样件最低形心位置进行布局的放置策略,并建立了以最大化材料利用率为优化目标的数学模型;设计了基于排样编号序列和旋转角索引序列的实数几率幅值编码方法及解生成方式,通过量子观测操作直接生成问题解,使其解码效率较高;算法通过自适应调节方式进行量子更新,采用启发式算法生成排样序列初始种群,以保证解在时间和质量上的可行性。通过基准算例仿真和算法对比实验,验证了所提算法的可行性和有效性。

关键词：不规则排样问题临界多边形启发式算法实数编码量子进化算法