免疫進化計算及其應用研究.pdf

1、近年來，在信息科學和生命科學相互交叉滲透的研究領域，由生物免疫理論啟發(fā)的人工免疫系統(tǒng)，是繼人工神經網絡和遺傳進化計算之后，計算智能領域中的又一個研究熱點，在國際上引起了越來越多學者的極大興趣，研究方向已涉及優(yōu)化計算、網絡安全、病毒檢測、故障診斷、控制工程和數據分析等諸多領域。本文主要進行了免疫進化計算及其應用于多模態(tài)優(yōu)化和網絡安全方面的研究工作。 本文的研究內容和主要貢獻可歸納為以下六個方面：1.以免疫系統(tǒng)本身的智能化機制和從中

2、抽象出來的數學模型為理論依據，構建了一個具有方法論意義的通用免疫進化算法模型框架；利用馬爾柯夫鏈理論進行了算法的收斂性證明和計算復雜性分析；實施了求解TSP問題和對經典測試函數的仿真實驗，并通過與傳統(tǒng)算法的比較，驗證了免疫進化算法的有效性及其應用方向。2.基于通用免疫進化算法的模型框架，設計了一套完整的多模態(tài)優(yōu)化問題的求解體系和若干多模態(tài)免疫優(yōu)化算法；對不同算法分別進行了大量的實例研究和仿真實驗，并通過與其它同類算法的比較，驗證了各自的

3、有效性、自適應能力和較少的計算量。3.從理論上分析、提出并證明了多模態(tài)優(yōu)化算法的完全收斂性問題；設計了多模態(tài)免疫優(yōu)化算法中典型免疫算子的實現形式，并通過形式化的定義、運行機理分析和嚴格的數學推理，證明了其完全收斂性、收斂的穩(wěn)定性、快速收斂能力及較低的計算復雜性等等，基本形成了完善的免疫進化計算的基礎理論和應用體系。4.設計了一種基于雙重免疫算法的動態(tài)模糊系統(tǒng)模型，用于抗體基因的生成；并提出了一種集成負選擇算子的免疫多克隆選擇算法，用于抗

4、體基因的進化。5.以通用免疫計算框架為指導，結合粗集理論的屬性約簡算法，設計了一個基于免疫Agent的分布式網絡入侵檢測模型；并實際開發(fā)了一個具有基因進化能力的自適應免疫入侵檢測原型系統(tǒng)。6.模擬生物免疫系統(tǒng)的多層防御機制，研究并提出了一種動態(tài)網絡安全免疫體系，創(chuàng)造性地設計了一個包括防護、檢測、響應、容侵和恢復等五層防御機制的集成網絡免疫系統(tǒng)分層模型，并簡單探討了該模型的自學習、自組織和自適應能力。 這些研究內容和貢獻支持的主要