雨滴計(jì)算模型的研究.pdf

1、針對當(dāng)前自然計(jì)算模型中普遍存在的全局與局域搜索過程之間的平衡問題，本文通過借鑒自然界下雨及雨滴受重力影響沿地形垂直徑向局部流動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程;探討了一種雨滴計(jì)算模型的實(shí)現(xiàn)方法。
　　 該模型的主要思想是模擬雨滴的形成、擴(kuò)散、流動(dòng)和在地表面凹點(diǎn)處的自然聚合等自然現(xiàn)象，采用基于相對距離的凝結(jié)方式產(chǎn)生雨滴，在此基礎(chǔ)上采用半確定搜索模式，即雨滴隨機(jī)產(chǎn)生使全局搜索具有不確定性，而擴(kuò)散操作作用于鄰域使局部搜索方向確定，并將搜索全局最優(yōu)解和局部極

2、值的過程處于并行計(jì)算狀態(tài)，同時(shí)利用不同時(shí)間段雨滴群的隱含信息以確保計(jì)算過程的穩(wěn)定性和算法的全局收斂性。
　　 該模型的主要步驟：首先，自然界雨滴的成因，使得雨滴在某一特定的連續(xù)時(shí)間區(qū)間內(nèi)不會(huì)過于頻繁地落在同一地表面位置，進(jìn)而不斷產(chǎn)生的新雨滴實(shí)現(xiàn)對未知領(lǐng)域的搜索；其次，雨滴本身具有一定的質(zhì)量，使其在地表面發(fā)生擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)對局部鄰域的搜索；然后，受重力影響的雨滴不斷徑向流動(dòng)，延續(xù)了局部搜索的過程，并且向局部極值流動(dòng)；最終，匯聚到地表面

3、凹點(diǎn)處的雨滴盡可能的包含了所求復(fù)雜問題的全部解的信息。模型中雨滴以群的方式存在，實(shí)現(xiàn)全局和局部搜索的并行，該模型是建立在深入細(xì)致的觀察和分析整個(gè)下雨過程以及雨滴自身特征等的工作基礎(chǔ)之上。
　　 本文進(jìn)一步對模型進(jìn)行理論分析，證明其收斂性，得到了其計(jì)算復(fù)雜度，并使用該模型應(yīng)用于經(jīng)典的多模函數(shù)優(yōu)化問題。通過大量的標(biāo)準(zhǔn)多模測試函數(shù)的仿真計(jì)算，結(jié)果表明該模型在求解多模函數(shù)優(yōu)化問題時(shí)優(yōu)于以opt-aiNet為代表的自然計(jì)算方法。同時(shí)，在收