具有脉冲毒素输入的生态毒理动力学的函数优化方法.pdf

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1、第41卷第8期计算机科学Vo1．41No．82014年8月ComputerScienceAug2014具有脉冲毒素输入的生态毒理动力学的函数优化方法黄光球徐晓龙陆秋琴(西安建筑科技大学管理学院西安710055)摘要为了解决某些函数优化问题，基于具有脉冲毒素输入的生态毒理动力学模型提出了可全局收敛的函数优化算法。在该算法中，令环境系统与优化问题的搜索空间相对应，该环境系统存在污染现象，污染源定期地向环境系统注入有毒污染物。有多种不同类型的种群生活在该环境系统中，不同类型的种群之间存在竞争关系和捕食一被捕

2、食关系，每个种群对应着优化问题的一个试探解。将生态毒理动力学模型映射成对种群的特征的变化规律的描述，利用环境和种群以及种群与种群之间的相互作用构造种群的进化算子，这些算子从多种角度实现了种群与环境以及种群与种群之间的信息交换。结果表明：因环境污染影响的是种群的很少部分特征，当种群演化时，只涉及到很少一部分特征参与运算，故收敛速度可得到提升；环境系统脉冲式注入毒素，可以导致种群的特征状态值发生突然改变，这种特点有利于使搜索跳出局部最优解陷阱；使能够抵抗污染的强壮种群获得生长，而无法抵抗污染的虚弱种群则停

3、止生长，此特点确保了该算法具有全局收敛性。测试结果表明：对某些函数优化问题的求解，本算法与已有的群智能优化算法相比，均具有较高的精度和性能。关键词函数优化，智能优化计算，生态毒理动力学，环境污染中图法分类号TP18文献标识码ADOI10．11896／j．issn．1002—137X．2014．08．054EcotoxieologyDynamics-basedOptimizationwithImpulsiveToxicantInputHUANGGuang-qiuXUXiao-longLUQiu-qin(

4、SchoolofManagement，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)AbstractTosolvesomefunctionoptimizationproblems，theoptimizationalgorithmbasedontheimpulsivetoxicantin—putmodelofecotoxicologydynamicswasconstructed．Inthealgorithm，anenvironm

5、entsystemcorrespondstothesearchspaceofanoptimizationproblem，andthereispollutionintheenvironmentsystem，andsomepollutionsourcespourtoxicantpollutantsintotheenvironmentsystemimpulsivelyandperiodically．Manydifferentclassesofpopulationliveinthesystem，andther

6、earecompetitionandpredatory-preyrelationamongdifferentclassesofpopulation，andeachpopulationinaclassofpopulationisjustanalternativesolutionofanoptimizationproblem．Theecotoxicologydynamicsmodelismappedintodescribingthechangeofsomefeaturesofapopulation．The

7、interactionbetweenenvironmentandpopulationsaswellasamongpopulationsisusedtoconstructevolutionoperatorsofpopulations，andtheseoperatorsre—alizesufficientinformationexchangebetweenenvironmentandpopulationsaswellasamongpopulations．Theresearchresultsshowthat

8、environmentpollutiongivesinfluenceonaverysmallpartoffeaturesofapopulation，whichmeansthatonlyaverysmallpartoffeaturestakepartincomputation．Thenconvergencespeedofthealgorithmcanbesub—stantiallyimproved，andimpulsivelydischargedtoxic