资源描述：
《多目标规划问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、3.5黑龙江省可持续农业产业结构优化模型的求解鉴于上面的遗传算法的基本实现技术和理论分析，对标准遗传算法进行适当改进，将其用于求解黑龙江省可持续农业产业结构优化模型中。黑龙江省农业产业结构优化模型具有大系统、多目标、非线性等特点，传统的求解方法受到了模型复杂程度的限制，市引言可知,遗传算法对解决此类问题具有明显的优势。下面介绍具体采用的遗传多目标算法操作设计以及模型求解过程。3.5.1遗传多目标算法操作设计3.5.1.1实数编码方法在求解复杂优化问题时，二进制向量表示结构有时不太方便，并且浮点数编码的遗传算法对变异操作的种群稳定性比二进制编
2、码好（徐前锋，2000）o以浮点数编码的遗传算法也叫实数遗传算法（RealnumberGeneticAlgorithms,简称RGA）。每一个染色体由一个浮点数向量表示，其长度与解向量相同。假如用向量X=（xi9xr-xn）表示最优化问题的解，则相应的染色体就是V=（X],兀2…占），其中斤是变量个数。3.5.1.2种群初始化方法遗传算法中初始群体的个体是随机产生的，由于本文优化模型所涉及的变量容易给出一个相对较大的问题空间的变量分布范围，并且若给出一定的搜索空间也会加快遗传算法的收敛速度；因此本文采取3.3.2屮的第一种策略，对每一个变量
3、设置可能区间，然后在可能区间内随机产生初始种群。为保证不会遗漏最优解，选择区间跨度范围很大。3.5.1.3适应度函数设计用遗传算法求解多目标优化问题中出现的一个特殊情况就是如何根据多个目标來确定个体的适应值。本文采用Gen和Cheng提出的适应性权重方法（AdaptiveWeightApproach）,该方法利用当前种群屮一些有用的信息来重新调整权重，从而获得朝向正理想点的搜索压力（玄光男等，2004）o将目标函数按3.3.3所述转化成带有q个目标（本文模型q=3）的最大化问题:max{Z]=(x),z2==fqM}(3-14)对于每代中待
4、检查的解来说，在判据空间中定义两个极限点：最大极限点z+和最小极限点Z一如下:(rmax-max={Z],Z2max(3-15)(^min_min={Z],z2-mm"q其中2?瘁和zpn是当前种群中第k个目标的最大值和最小值。由两个极限点定义的超平行四边形是包含当前所有解的最小超平行四边形。两个极限点侮代更新，最大极限点最终将接近正理想点。目标《的适应性权重用下式计算：因此，权重和目标(WeightecksumObjective)函数由下面的公式确定qq(3-16)maxkz(x)=乞3汀认天)二£一k=BZ3.5.1.4遗传操作(1)
5、选择操作。以比例选择法和最优个体保存法配合使用进行选择操作，即选择过程仍以旋转赌轮来为新的种群选择染色体,适应度越高的染色体被选中的概率越大；另一方面,为了保证遗传算法的全局收敛性，在选择作用后保留当前群体中适应度最高的个体，不参与交叉和变异，同时也确保当前最优个体不被随机进行的遗传操作破坏。(2)交叉操作。本文程序设计采用简单交叉(SimpleXover)>算术交叉(ArithXover)、启发式交叉(HemisticXover)三种交叉方式并用的方法，在交叉概率选定的条件下，为每种交叉算子设计分配参与该种交叉的染色体的比例，这样可以克服
6、各种方法单独使用的不足，增加了种群的多样性。交叉概率经多次尝试后确定。对所使用的三种交叉算子做解释如下：简单交叉：如果种群中某两个体被选中进行交叉，则随机选取一基因位，在此基因位处进行交叉。例如：若两个体X］=(册，...，“，兀R+1，…，兀“)X?=(兀1，•••Xr9Xr+1,•••,兀〃)被选中，选择第基因位处交叉，交叉后有，•…Xk,+],•••9X?=(兀］，…兀R,兀R+1，…，兀“)简单交叉具备较强的破坏性，即染色体交叉后突破临近解空间，可以促进解空间的搜索,而不致过早收敛；但是简单交叉不能对邻近解空间搜索，并且在约束优化过
7、程中，交叉后可能突破解空问到不可行域中，从很大程度上减缓收敛。算术交叉：大体有以下三种类型：凸杂交(convexcrossover),仿射杂交(affinecrossover)和线性杂交(linearcrossover)，本文程序采用线性杂交。种群中两个体X］,X?被选中进行交叉，交叉后X
8、二九]X]+X2X2X；二九]X?+QX
9、英中人+22=1。经线性杂交后，杂交后代为两个体X］、X?连线上的两个子个体，从而可在临近空问进行搜索，有效弥补简单交叉的不足；然而若解空间为凹区域，则可能杂交后为不可行解，并且有可能收敛到局部最优解，须用简单交
10、叉來弥补不足。启发式交叉：如果种群中两个体X
11、、X2被选中进行交叉，首先比较两个体X］、x2适应度值，若^Z(X2)>^/(X1),则X；二厂(X2—XJ+X2,其中re(0,1
