混合PSO的快速细菌觅食算法
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２１ ００年 ｌ ２月
广西师范学院学报 ： 自然科学版
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＧｕ ｎ ｘ ｅ ｃ ｅ ｓＥ ｕ ａ ｉ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ａ ｇ ｉ ａ ｈ ｒ ｄ ｃ ｔ ｉｅ ｓｔ ｏ Ｔ ｏ ｙ： ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅ Ｅ ｉｉ Ｓ ｏ
的快速细菌 觅食算法 ， 接用 Ｐ Ｏ 中快 速 的粒 子 移 动代 替 了细 菌 的趋 化操 作 ， 略 了通 常 的细菌 前进 直 Ｓ 省 操作， 与其 它算法在 常用 测试 函数上 的对 比测试 显示 了它更好 的效果 ．
１ 粒子 群 优 化算 法
粒子群优 化算法 是 （ ａｔｌ Ｓ ｒ Ｏ ｔ ｚｔ ｎＰ Ｏ） 由美 国的 Ｋｅｎｄ Ｐ ｒｉｅ ｗａｍ ｐｉ ａｉ ，Ｓ 是 ｃ ｍｉ ｏ ｎ ｅｙ和 Ｅ ｅｈｒ于 １９ ｂｒａｔ ９５年
提出的， 源于对鸟群和鱼群群体觅食运动行为的模拟， 它是一种全局优化进化算法 ．Ｓ Ｐ Ｏ求解优化问题 时， 每个问题的解被看作是搜索空间中一个没有质量和体积的粒子 ． Ｄ维空间里面 ， 在 粒子群 中每个 粒子所处位置都被看成解空问的一个 ， 粒子通过个体和群体 的飞行经历来不断调整 自己的位置 ． ｔ 在 代， ｉ 第 个粒 子 的位 置 和速度分 别记 为 （ ） （） （） … ， （ ）和 （ ） （ ）Ｘ２ ｔ ， ｔ ＝（ ｔ ， ｔ ， ｔ） ｔ ＝（ ｔ ， ｉ（ ）
．
。
９ ２・
广 西 师 范 学 院 学 报 ： 然 科 学 版 自
第２ ７卷
Ｂ Ａ主要包括三层循环， Ｆ 外层是驱散操作 ， 中间层是繁殖操作 ， 内层是趋化操作 ． 算法的核心是 内
层 的趋 化性操作 ， 它对应 着细 菌在寻找 食物过 程 中所采取 的方 向选 择策 略 ， 对算法 的收敛性 有着极其 重 要 的影响 ． 常在趋化 过程 中 ， 通 细菌 运 动模 式包 括 翻转 （ｕ ｌ 和前进 （ｗｉ ． ｔｍｂ ） ｅ ｓ ｍ） 翻转 是 细菌 向任意 方
Ｄ ｃ２ １ ｅ．０ ０
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ４ １２ ．
第２ ７卷 第 ４ 期
文章编号 ：０ ２ ７ ３ ２ １ ）４ ０ １ ４ １ ０ —８ ４ （０ ０ ０ —０ ９ —０
混 合 Ｐ Ｏ 的快速 细菌 觅食 算法 Ｓ
麦雄 发 李 ， 玲
（ 西师 范学 院 ａ 数 学科 学学院 ．． 广 ． ｂ 继续教 育学院 ， 广西 南宁 ５０ ０ ） ３０ １
更新 自己的速 度和位 置 ． ７（ ）＝ 钆 ｔ一１ ３ｔ ｉ 彤（ ）＋ｃ ｒ （ ） ｚ 耐 一ｚ （ ） １ １ｔ（ 加 ｔ）＋ｃｒ（ ）ｚ 瞬 一ｚ （） ２２ｔ （ ｔ）
；
（） １
（） ２
ｚ （ ）＝ （ ｔ ｔ一１ ＋ （ ） ） ｔ
其 中 Ｗ 为非负惯性权重 ，。ｃ 为非负学习因子， 。ｒ 为［，］ ｃ， ｒ ， ０ １之间的随机数 ．
粒子代表一个解 ， 它在寻找最优解时， 不仅依靠 自身 ， 也依靠其它 的信息 （ 个体历史最优解和全局最优 解 ） 已有部 分学者 将 Ｂ Ａ与其 它智 能算法 进行混合 ， ． Ｆ 以提 高原 始 Ｂ Ａ算 法 的收敛速 度和精 度 ， 的 Ｆ 混合 算法包括遗 传算 法【 、 分进化 算 法口 、 布估计 算 法 ［和粒 子群 算 法 ］ 本 文 提 出另 一种 混 合 Ｐ Ｏ ２差 ］ ］分 ７ ． Ｓ
摘 要： 为了提高细菌觅食算 法在高维 问题 的收敛速度 以及精度 ， 出了一种 混合 Ｐ Ｏ的快速 细菌觅食算法 提 Ｓ
（ Ｂ Ａ Ｐ Ｏ） 该算法用粒子的移 动代替 了细菌 的趋化操 作 ， 略 了细 菌前进操作 ， 留 了细 菌 的繁殖 和驱散操 Ｆ Ｆ －Ｓ ． 省 保
作 ． 基于 ６ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高维 Ｂ ｎｈ ｒ ｅ ｃｍａｋ函数 的试验结果显示 ， 该算法收敛速度和精度都优于其它三种细菌觅食算法 ．
收稿 日期 ：０ ０ ９ ０ ２ １ —０ —２ ＊基金项 目： 广西教育厅科研项 目（０ ９ １ Ｘ ６ ）广西师范学院基础研究基金项 目（８ ０ ０ ４ ２０１Ｌ ２８ ， ０ １Ａ ０ ）
作者简介 ： 麦雄发 （９４ ）男 ， １７ 一 ， 广西平南县人 ， 讲师 ， 硕士 ， ： 研究 智能计算及其应用 （ 眦耐 ７ ＠１ ６ｏｍ） ４ ２ 。
２ 细菌觅食算法
细菌觅食 算法基 于细 菌觅 食 行 为过 程 而 提 出 的一 种仿 生 随机 搜 索算 法 ．Ｆ 模 拟细 菌 群 体 的行 ＢＡ 为 ， 括趋化 （ｈｍ ｔｃｉ）繁殖 （ｅｒｄｃｉ ）驱散 （ｌ ｎｔ ｎ ｉ ｅｓ１＝个 步骤 ． 包 ｃｅ ｏａｔ ， ｃ ｒｐｏｕｔ ｎ ， ｏ ｅｍｉａｉ —ｄ ｐｒ ） ｉ ｏ ｓ ａ
关键词 ： 细菌觅食算 法 ； 粒子群优化 ； 混合
中图 分 类 号 ： Ｐ ８ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ
细菌觅食算 法 （ Ｆ …和粒子 群优 化算法 （Ｓ 都 是用 于解 决最 优 化 问题 的著 名算 法 ．Ｆ Ｂ Ａ） Ｐ Ｏ） Ｂ Ａ是 模仿 Ｅ ｏ 大肠 杆菌在 人 体肠道 内吞 噬食物 的行为 而提 出一种新 型仿生类 算法 ， ｅｌ ｉ 而粒 子群算 法是模 仿鸟 类觅食行 为而提 出 的进 化优 化算 法 ． 们在优 化 问题 中体现 了较 好 的性 能 ， 由于各 自特定 的进化 机 它 而 制， 也都存 在缺点 ． Ｂ Ａ中 ， 在 Ｆ 一个 细 菌 代表 一个 解 ， 在寻 找 最优 解 时 只依靠 自己 ． Ｐ Ｏ 中一 个 它 而 Ｓ
…
，／（） ． ｉ ＸＤ ｔ） 第 个粒 子所 经历过 的最好 位 置被记 录 ， 并被 记做个 体极值 （ 船 ）整 个群 体 所经 历过 的 ，
最好 位置 即整 个群体 找到 的最优 解 ， 做 全局 极值 为 （ 撕 ） 在 每一 代 ， 子 根据 下 面 的公 式 移 动 ， 记 ｚ ． 粒 以
广西师范学院学报 ： 自然科学版
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＧｕ ｎ ｘ ｅ ｃ ｅ ｓＥ ｕ ａ ｉ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ａ ｇ ｉ ａ ｈ ｒ ｄ ｃ ｔ ｉｅ ｓｔ ｏ Ｔ ｏ ｙ： ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅ Ｅ ｉｉ Ｓ ｏ
的快速细菌 觅食算法 ， 接用 Ｐ Ｏ 中快 速 的粒 子 移 动代 替 了细 菌 的趋 化操 作 ， 略 了通 常 的细菌 前进 直 Ｓ 省 操作， 与其 它算法在 常用 测试 函数上 的对 比测试 显示 了它更好 的效果 ．
１ 粒子 群 优 化算 法
粒子群优 化算法 是 （ ａｔｌ Ｓ ｒ Ｏ ｔ ｚｔ ｎＰ Ｏ） 由美 国的 Ｋｅｎｄ Ｐ ｒｉｅ ｗａｍ ｐｉ ａｉ ，Ｓ 是 ｃ ｍｉ ｏ ｎ ｅｙ和 Ｅ ｅｈｒ于 １９ ｂｒａｔ ９５年
提出的， 源于对鸟群和鱼群群体觅食运动行为的模拟， 它是一种全局优化进化算法 ．Ｓ Ｐ Ｏ求解优化问题 时， 每个问题的解被看作是搜索空间中一个没有质量和体积的粒子 ． Ｄ维空间里面 ， 在 粒子群 中每个 粒子所处位置都被看成解空问的一个 ， 粒子通过个体和群体 的飞行经历来不断调整 自己的位置 ． ｔ 在 代， ｉ 第 个粒 子 的位 置 和速度分 别记 为 （ ） （） （） … ， （ ）和 （ ） （ ）Ｘ２ ｔ ， ｔ ＝（ ｔ ， ｔ ， ｔ） ｔ ＝（ ｔ ， ｉ（ ）
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Ｂ Ａ主要包括三层循环， Ｆ 外层是驱散操作 ， 中间层是繁殖操作 ， 内层是趋化操作 ． 算法的核心是 内
层 的趋 化性操作 ， 它对应 着细 菌在寻找 食物过 程 中所采取 的方 向选 择策 略 ， 对算法 的收敛性 有着极其 重 要 的影响 ． 常在趋化 过程 中 ， 通 细菌 运 动模 式包 括 翻转 （ｕ ｌ 和前进 （ｗｉ ． ｔｍｂ ） ｅ ｓ ｍ） 翻转 是 细菌 向任意 方
Ｄ ｃ２ １ ｅ．０ ０
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第２ ７卷 第 ４ 期
文章编号 ：０ ２ ７ ３ ２ １ ）４ ０ １ ４ １ ０ —８ ４ （０ ０ ０ —０ ９ —０
混 合 Ｐ Ｏ 的快速 细菌 觅食 算法 Ｓ
麦雄 发 李 ， 玲
（ 西师 范学 院 ａ 数 学科 学学院 ．． 广 ． ｂ 继续教 育学院 ， 广西 南宁 ５０ ０ ） ３０ １
更新 自己的速 度和位 置 ． ７（ ）＝ 钆 ｔ一１ ３ｔ ｉ 彤（ ）＋ｃ ｒ （ ） ｚ 耐 一ｚ （ ） １ １ｔ（ 加 ｔ）＋ｃｒ（ ）ｚ 瞬 一ｚ （） ２２ｔ （ ｔ）
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其 中 Ｗ 为非负惯性权重 ，。ｃ 为非负学习因子， 。ｒ 为［，］ ｃ， ｒ ， ０ １之间的随机数 ．
粒子代表一个解 ， 它在寻找最优解时， 不仅依靠 自身 ， 也依靠其它 的信息 （ 个体历史最优解和全局最优 解 ） 已有部 分学者 将 Ｂ Ａ与其 它智 能算法 进行混合 ， ． Ｆ 以提 高原 始 Ｂ Ａ算 法 的收敛速 度和精 度 ， 的 Ｆ 混合 算法包括遗 传算 法【 、 分进化 算 法口 、 布估计 算 法 ［和粒 子群 算 法 ］ 本 文 提 出另 一种 混 合 Ｐ Ｏ ２差 ］ ］分 ７ ． Ｓ
摘 要： 为了提高细菌觅食算 法在高维 问题 的收敛速度 以及精度 ， 出了一种 混合 Ｐ Ｏ的快速 细菌觅食算法 提 Ｓ
（ Ｂ Ａ Ｐ Ｏ） 该算法用粒子的移 动代替 了细菌 的趋化操 作 ， 略 了细 菌前进操作 ， 留 了细 菌 的繁殖 和驱散操 Ｆ Ｆ －Ｓ ． 省 保
作 ． 基于 ６ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高维 Ｂ ｎｈ ｒ ｅ ｃｍａｋ函数 的试验结果显示 ， 该算法收敛速度和精度都优于其它三种细菌觅食算法 ．
收稿 日期 ：０ ０ ９ ０ ２ １ —０ —２ ＊基金项 目： 广西教育厅科研项 目（０ ９ １ Ｘ ６ ）广西师范学院基础研究基金项 目（８ ０ ０ ４ ２０１Ｌ ２８ ， ０ １Ａ ０ ）
作者简介 ： 麦雄发 （９４ ）男 ， １７ 一 ， 广西平南县人 ， 讲师 ， 硕士 ， ： 研究 智能计算及其应用 （ 眦耐 ７ ＠１ ６ｏｍ） ４ ２ 。
２ 细菌觅食算法
细菌觅食 算法基 于细 菌觅 食 行 为过 程 而 提 出 的一 种仿 生 随机 搜 索算 法 ．Ｆ 模 拟细 菌 群 体 的行 ＢＡ 为 ， 括趋化 （ｈｍ ｔｃｉ）繁殖 （ｅｒｄｃｉ ）驱散 （ｌ ｎｔ ｎ ｉ ｅｓ１＝个 步骤 ． 包 ｃｅ ｏａｔ ， ｃ ｒｐｏｕｔ ｎ ， ｏ ｅｍｉａｉ —ｄ ｐｒ ） ｉ ｏ ｓ ａ
关键词 ： 细菌觅食算 法 ； 粒子群优化 ； 混合
中图 分 类 号 ： Ｐ ８ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ
细菌觅食算 法 （ Ｆ …和粒子 群优 化算法 （Ｓ 都 是用 于解 决最 优 化 问题 的著 名算 法 ．Ｆ Ｂ Ａ） Ｐ Ｏ） Ｂ Ａ是 模仿 Ｅ ｏ 大肠 杆菌在 人 体肠道 内吞 噬食物 的行为 而提 出一种新 型仿生类 算法 ， ｅｌ ｉ 而粒 子群算 法是模 仿鸟 类觅食行 为而提 出 的进 化优 化算 法 ． 们在优 化 问题 中体现 了较 好 的性 能 ， 由于各 自特定 的进化 机 它 而 制， 也都存 在缺点 ． Ｂ Ａ中 ， 在 Ｆ 一个 细 菌 代表 一个 解 ， 在寻 找 最优 解 时 只依靠 自己 ． Ｐ Ｏ 中一 个 它 而 Ｓ
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