[发明专利]一种基于多层并行膜结构的自组织P系统优化算法

摘要

本发明涉及一种基于多层并行膜结构的自组织P系统优化算法，包括膜结构初始化、运算规则和参数；对初始解进行预处理，并对初始种群进行分裂，然后依次利用重组规则和变异规则对初始解进行演化，得到试探性解并送入上级区域，并在区域通道开启时将最优试探性解送入上上级区域，再利用局部搜索规则在上上级区域中对送入的最优解更新，重复上述步骤直到满足终止条件。本发明的基于多层并行膜结构的自组织P系统优化算法，子种群的数量、规模、变异规则的触发概率以及局部搜索规则的使用频次等参数都无需在计算开始前设定，也不许通过反复的实验来确定，减小了参数设置对算法性能的影响，具有更好的全局搜索能力，能稳定的找到更好解，可靠性较高。

主权项

一种基于多层并行膜结构的自组织P系统优化算法，其特征在于，包括:步骤1：膜结构初始化、运算规则和参数；包括将膜结构分为依次嵌套的区域1、区域2和区域3，运算规则包括重组规则、变异规则、局部搜索规则和终止条件，区域3为总的初始种群，并在区域3中预置多个初始解，初始化迭代次数t＝0，最大迭代次数T_max；步骤2：在区域3中对所述初始解进行预处理，并在区域2中根据分裂规则将区域3分裂生成2ⁿ个区域3，n为分裂步数，每个区域3对应一个子种群，每个子种群中包括多个经过预处理的初始解；步骤3：在每个区域3中利用重组规则对该子种群经过中预处理的初始解进行演化，计算出在当前迭代次数t下的变异概率p_t，并以所述变异概率p_t触发变异规则，根据变异规则对经过重组规则演化的初始解再次进行演化，得到对应的试探性解；步骤4：将区域3中的最优试探性解送入区域2中，计算在当前迭代次数t下的局部搜索使用频次NI_t，并判断区域2与区域1之间的通道是否开启，如果是，则将区域2中的2ⁿ个试探性解中的最优解送入区域1，否则将区域2中2ⁿ个试探性解随机一一对应送回至区域3中，并返回步骤3；步骤5：在区域1中，利用局部搜索规则对送入的新解进行更新，并将更新后的解与原来存储在其中的当前系统的最优解比较，取两者中的更优解并保留；步骤6：判断区域1中的最优解是否满足终止条件，如果是，则终止算法，并将区域1中的最优解输出至环境作为此次计算结果，结束处理流程，否则，对迭代次数t以t＝t+1的方式进行累加，并返回步骤3。