蝉鸣优化：一种新的仿生进化算法-论文.pdf

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1、第41卷第6期计算机科学Vo1．41No．62014年6月ComputerScienceJune2014蝉鸣优化：一种新的仿生进化算法贺毅朝李宁李文斌。(石家庄经济学院信息工程学院石家庄050031)(石家庄经济学院网络信息安全实验室石家庄050O31)。摘要借鉴秋蝉呜叫中表现出的某种同步化以及蝉的生活习性提出了一种新的仿生优化算法：蝉鸣优化(Cs0)，分析并指出了CSO除具有一般进化算法的特性外还具有两点独特的特性，并基于有限Markov链理论证明了cs0的渐近收敛性。利用CSO、PSO和DE对9个高维Benchmark函数的仿真计算比较表明：CSO是一种非常适于求解数值最优化问题的进

2、化算法。关键词进化算法，蝉鸣方式，生存周期，渐近收敛性，Benchmark函数中图法分类号TP18文献标识码ACicadaSingOptimization：ANewEvolutionaryAlgorithmBasedonBionicsHEYi-chaoLINing1LIWen-binz(InformationEngineeringSchool，ShijiazhuangUniversityofEconomics，Siazhuang050031，China)1(LaboratoryofNetwork&InformationSecurity，Shijiazhuan8UniversityofEc

3、onomics，Shijiazhuang050031，China)zAbstractInspireofthesynchronizationofthecicadasingingandthelifehabitofthecicada，thispaperproposedanoveloptimizationalgorithmbasedonbionics：CicadaSingOptimization(CSO)．Thenanalyzedandpresentedthatbesidesthecharactersofthegeneralevolutionaryalgorithms，itownstwomore

4、specialcharacters，andproveditsasymptoticcon-vergencebasedontheMarkov-chaintheory．Throughthecomparisionofsimulatingcalculationresultsof9highdimen—sionBenchmarkfunctionsbyusingCSO，PSOandDE，wecansee：CS0isakindofevolutionaryalgorithmverysuitabletosolvenumericaloptimizationproblems．KeywordsEvolutionar

5、yalgorithm，Cicadasingmode，Survivalperiod，Asymptoticconvergence，Benchmarkfunctions近年来，人们基于仿生学提出了许多进化算法，其中具有并给出了其算法伪代码描述；第2节分析了CsO的特性并证较大影响的有粒子群优化(ParticleSwarmOptimization，明了它的渐近收敛性；第3节利用9个高维Benchmark测试PS0)El,Z3、差分演化(DiferentialEvolution，DE)[3]、蚁群优函数进行仿真计算，通过与PSO和DE的比较验证了CS0的化(AntColonyOptimizatio

6、n，ACO)E5,6J、混合蛙跳算法(Shuf-可行性与高效性；最后总结全文并提出下一步的研究思路。fledFrog-LeapingAlgorithm，SFIA)[，、人工鱼群算法(Ar-1蝉鸣优化的原理与算法描述tificialFishSchoolAlgorithm，AFSA)_9o]和萤火虫算法(FirenyAlgorithm，FA)[11,12]，所有这些算法都是基于生物个众所周知，秋蝉的毫无计划的无休无止的呜叫有时是很体间的某种(部分)同步化，通过群体作用体现出的一致协同烦人的，然而人们发现秋蝉的鸣叫其实并非是无序的，它实质性来实现全局寻优的，在数值最优化、组合优化、神经网络优上

7、是一种具有音乐节律的求偶歌，可以划分为5种不同的男化和模糊控制等领域具有重要的应用[1_13]。虽然Wolpert和生信号[15,16]。秋蝉的求偶歌将雄性和雌性都吸引到合唱团Macready~H]提出的“无免费午餐定理”(NoFreeLunchTheo—中，导致雄性的聚集，进而吸引更多的雌性并且达到局部同步rems，NFL)指出：在所有优化问题均以相同概率被求解的假化，从而产生聚优现象。每个秋蝉都有生存周期，在生存周期设下，每个进