蟻群算法的研究及在網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化上的應(yīng)用.pdf

1、蟻群算法是一種新型的用于求解組合優(yōu)化或函數(shù)優(yōu)化問題的元啟發(fā)式算法,其基本思想是借用生物界的螞蟻群體覓食機(jī)理,將每個(gè)螞蟻看作一個(gè)智能體,作為智能群體的蟻群,其覓食過程顯現(xiàn)出高度的并行性、正反饋性和魯棒性,以此為基礎(chǔ)的蟻群算法也具有這樣一些特點(diǎn).因此,蟻群算法的研究無論從理論上還是實(shí)用上,都具有較高的價(jià)值.本文首先分析了蟻群算法的原理與模型,介紹了算法的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀,通過實(shí)驗(yàn)分析了算法中幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的選擇.針對(duì)基本蟻群算法的主要缺陷,如收

2、斂速度慢和易于陷入局部最優(yōu)等問題,將用于求解組合優(yōu)化問題的基本蟻群算法進(jìn)行了改進(jìn).首先,在概率選擇上采用了確定性與隨機(jī)性相結(jié)合的選擇原則;其次,由于基本蟻群算法初期時(shí)各條路徑上的信息素?cái)?shù)量相同,導(dǎo)致算法的初期求解速度緩慢,因此提出了分區(qū)搜索的思想,使各條路徑上的信息素在初期有所差別,加速算法的收斂;第三,結(jié)合局部與全局信息素調(diào)整策略對(duì)路徑上的信息素進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新;第四,對(duì)與信息素相關(guān)的一些參數(shù)進(jìn)行了自適應(yīng)改變;最后,引入遺傳算法中的變異思

3、想,以擴(kuò)大解的搜索空間.針對(duì)蟻群算法在求解連續(xù)優(yōu)化問題上相對(duì)較弱的特點(diǎn),提出了基于網(wǎng)格劃分的蟻群算法,將傳統(tǒng)的用于求解離散空間優(yōu)化問題的蟻群算法進(jìn)行了擴(kuò)展.在應(yīng)用研究上,分析了網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化問題,研究了基于蟻群算法的IP網(wǎng)絡(luò)QoS單播路由;討論了基于蟻群算法的一些其它應(yīng)用.通過算例對(duì)所提出的改進(jìn)的蟻群算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的改進(jìn)算法是有效和可行的;在連續(xù)函數(shù)優(yōu)化上和基于蟻群算法的網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化等應(yīng)用上也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真.本