基于最佳粒子共享和分层搜索的并行粒子群优化算法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年8月四川大学学报(自然科学版)Aug．2008第45卷第4期JournalofSichuanUniversity(NaturalScienceEdition)V01．45No．4文章编号：0490—6756(2008)04—0799—05基于最佳粒子共享和分层搜索的并行粒子群优化算法丁鑫鑫，唐常杰，曾涛，张培颂，徐开阔，刘齐宏(NJtlTk~计算机学院，成都610065)摘要：为提高粒子群优化算法在优化问题中的效率，本文提出了并行粒子群优化算法(BLP—

2、so)．基本思想是并行机制+最佳粒子共享十分层搜索．主要工作包括(1)信息共享机制中引入了区域学习，使粒子更新能参考其他粒子的信息；(2)提出了粒子群两层划分模型，底层利于扩大搜索范围，上层利于全局精细搜索；(3)证明了关于粒子群和并行粒子群收敛性定理；(4)在4个基准函数上的优化实验表明，新方法比经典的IPPso并行粒子群算法在解的精度上提高了51．93％到96．10％．关键词：并行粒子群算法；最佳粒子共享；分层搜索中图分类号：TP301．6文献标识码：AAparallelparticleswarmoptim

3、izationalgorithmbasedonbestparticle—sharedandlayeredsearchDINGXdn—Xin，TANGChang-Jie，ZENGTao，ZHANGPei—Song，XUKai-Kuo，L，【，Qi—Hong(CollegeofComputerScience，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：ToimprovetheefficiencyofParticleSwarmOptimization，thispape

4、rproposesanovelParallelPar—ticleSwarmOptimizationalgorithm(BLPso)．Thebasicideaisparallelmechanismandbestparticle—sharedandlayeredsearch．Themaincontributionsinclude，(1)IntroducesRegionstudystrategiestoenableparticleinteraction．(2)Protx)sestwolayerspartitionof

5、particles，thelowerandtopperworkwellforglobalandlocalsearchrespectively．(3)provesconvergencepropertiesofPsoandBLPso．(4)Byexperimentsonfourbench—markfunctions，showsthat，thenewalgorithmincreasesprecisionby51．93％-96．10％comparedwithtra—ditionalIPPS0．Keywords：para

6、llelparticleswarlTloptimization，bestparticle-shared，layeredsearch为解决上述问题，需增加粒子群的粒子数，或1引言减弱粒子对全局最优点的追逐．增加粒子数将导致粒子群优化算法Pso(PartuicleSwarmOpti—算法计算复杂度增高，而减弱粒子对全局最优点的mization)，由Eberhart和Kennedy等1,2]提出，能追逐又存在算法不易收敛的缺点．并行粒子群算法有效解决复杂优化任务．但Pso在接近最优解时可以减小粒子间的相互干扰，扩大搜

7、索范围；对于搜索速度低，且很难得到精确最优解．大规模的多变量求解具有重要的意义，可以提高解收稿日期：2007—05—09基金项目：国家自然科学基金(60473071)作者简介：丁鑫鑫(1982一)，男，2005级硕士生，研究方向为数据库与知识工程．E-maihdingxinxin@CS．SOU．edu．cn通讯作者：唐常杰．E-mail：tangchangiie@cs．scu．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com800四川大学学报(自然科学版)第45卷的速度和质量．但是现有的并行粒子群算

8、法采用的新公式：信息共享方式和PSO在本质上是一样的，不能从Vid=7~Wid+Clrl(Pid—Xid)+c2r2(Pgd—根本上解决PSO早熟问题．为此，提出并行粒子群)+C3r3(P一)(3)的改进算法．(3)式中，C1，C2，C3是学习因子，r1，r2，r3是(0，1)2传统概念和算法的随机数，耐是各子群的群内最佳粒子，Pgmaxd是全局最佳粒子．速度更新由4部分组成，第三部分