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• 2017年, 第01期　刊出日期：2017-01-25 上一期    下一期
  本期栏目： 论文

论文

基于Storm的连续范围查询优化技术

王波涛，赵凯利，常立东，李睿，黄山，李静，李响

2017, 39(01): 1-14. doi:

摘要 ( 184 )   PDF (1240KB) ( 441 )   　　 评审附件

移动大数据环境下，传统基于位置服务LBS技术面临来自系统扩展性、性能等方面的挑战。首先针对LBS应用的特点，提出了基于Storm的查询框架。然后结合基于Storm的LBS查询框架，设计并实现了并行连续范围查询算法，优化查询性能。针对分布式环境中的一致性问题，设计使用基于ZooKeeper的分布式锁服务，保证查询结果的正确性。进一步，针对基于Storm并行连续范围查询算法中存在访问数据库开销较大的问题，提出了基于TimeCacheMap的缓存优化算法及两种缓存策略，减少了访问数据库的开销，提高了查询效率。

基于GPU/CPU混合架构的流程序多粒度划分与调度方法研究

陈文斌，杨瑞瑞，于俊清

2017, 39(01): 15-26. doi:

摘要 ( 195 )   PDF (1121KB) ( 309 )   　　

数据流编程语言简化了相关领域的编程，很好地把任务计算和数据通信分开，从而使应用程序分别在任务级和数据级均具有可并行性。针对GPU/CPU混合架构中存在的大量数据并行、任务并行和流水线并行等问题，提出并实现了面向GPU/CPU混合架构的数据流程序任务划分方法和多粒度调度策略，包括任务的分类处理、GPU端任务的水平分裂和CPU端离散任务的均衡化，构造了软件流水调度，经过编译优化生成OpenCL的目标代码。任务的分类处理根据数据流程序各个任务的计算特点和任务间的通信量大小，将各任务分配到合适的计算平台上；GPU端任务的水平分裂利用GPU端任务的并行性将其均衡分裂到各个GPU，以避免GPU间高额的通信开销影响程序整体的执行性能；CPU端离散任务的均衡化通过选择合适CPU核，将CPU端各任务均衡分配给各CPU核，以保证负载均衡并提高各CPU核的利用率。实验以多块NVIDIA Tesla C2050、多核CPU为混合架构平台，选取多媒体领域典型的算法作为测试程序，实验结果表明了划分方法和调度策略的有效性。


 

并行原型系统上BFS算法设计实现与测试分析

衡冬冬,唐玉华,易晓东,刘向阳,周侗

2017, 39(01): 27-34. doi:

摘要 ( 328 )   PDF (676KB) ( 271 )   　　 评审附件

相对于传统应用，大数据应用表现出并行性高、访存数据量大、访存模式不规则、程序访存时空局部性差等特性，对传统的计算机体系结构提出了新的挑战。Graph500是评测计算机系统大数据处理能力的基准测试排名，BFS算法是Graph500的核心程序，是典型的数据密集型应用。从1D数据划分、优化的混合算法设计和远程通信方式设计三个方面开展研究，在课题组设计的大数据处理并行结构原型系统上设计实现了多节点的并行BFS算法，在222顶点、226边的数据规模下取得了803.8 MTEPS的性能，并在此基础上进行多节点并行BFS算法的性能测试分析，为进一步的研究工作奠定了基础。

 

基于Spark的BIRCH算法并行化的设计与实现

李帅1，吴斌2，杜修明3，陈玉峰3

2017, 39(01): 35-41. doi:

摘要 ( 171 )   PDF (1053KB) ( 356 )   　　 评审附件

在分布式计算和内存为王的时代，Spark作为基于内存计算的分布式框架技术得到了前所未有的关注与应用。着重研究BIRCH算法在Spark上并行化的设计和实现，经过理论性能分析得到并行化过程中时间消耗较多的Spark转化操作，同时根据并行化BIRCH算法的有向无环图DAG，减少shuffle和磁盘读写频率，以期达到性能优化。最后，将并行化后的BIRCH算法分别与单机的BIRCH算法和MLlib中的KMeans聚类算法做了性能对比实验。实验结果表明，通过Spark对BIRCH算法并行化，其聚类质量没有明显的损失，并且获得了比较理想的运行时间和加速比。

一种基于繁忙时间的并行调度能耗优化算法

蔡立军1，潘江波1，陈磊2，何庭钦1

2017, 39(01): 42-48. doi:

摘要 ( 125 )   PDF (791KB) ( 274 )   　　 评审附件

减少服务器繁忙时间是云计算并行调度中节约能耗的一种有效途径，而现有基于繁忙时间的能耗节约策略大多以牺牲作业调度性能为代价，无法与其他有调度性能优势的作业调度算法结合使用。提出一种有效的基于繁忙时间的并行调度能耗优化算法——BTEOA。首先，将作业请求队列根据当前服务器可用资源划分为作业窗口和非作业窗口。其次，按照作业窗口中作业请求能使所有服务器总繁忙时间局部最优的原则匹配服务器进行调度。最后，作业窗口中所有作业请求执行完成后，继续将非作业窗口进行作业窗口与非作业窗口划分，直到所有作业请求执行完毕。作业调度过程中，始终保持作业排队模型不变，保证了作业调度性能不受影响。实例分析与实验结果表明，BTEOA算法能够在不影响作业调度性能的前提下，节约能耗，同时支持与其他作业调度算法结合使用。

乱序超标量处理器核的功耗优化

孙彩霞，李文哲，高军，王永文

2017, 39(01): 49-54. doi:

摘要 ( 116 )   PDF (873KB) ( 227 )   　　 评审附件

为了追求更高的性能，处理器核的主频不断提升，处理器核的设计日益复杂，随之而来的是功耗问题越来越突出。除了在工艺级和电路级采用低功耗技术外，在逻辑设计阶段通过分析处理器核各个功能模块的特点并采用相应的技术手段，也可以有效降低功耗。对一款乱序超标量处理器核中功耗比较突出的模块——寄存器文件和再定序缓冲——进行了逻辑设计优化，在程序运行性能几乎不受影响的情况下明显减少了面积，降低了功耗。

 

一种基于BP神经网络的集成电路PHM模型

杜涛，阮爱武，汪鹏，李永亮，李平

2017, 39(01): 55-60. doi:

摘要 ( 132 )   PDF (620KB) ( 344 )   　　 评审附件

提出了一种基于数据驱动的集成电路故障预测与健康管理（PHM）模型，该模型基于反向传播（BP）神经网络算法，避免了对集成电路老化失效物理机理的依赖，能有效拟合集成电路失效的非线性函数关系。以已编程应用设计的FPGA为目标器件，通过实验提取参数样本进行模型训练，并将模型应用于实测验证。结果表明，该模型输出结果与实测结果吻合良好，能有效满足集成电路故障预测与健康管理的实际应用。

 

基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法

周伟1，赵宝康1，刘波1，吴少康1，李琰1，刘华1,2

2017, 39(01): 61-66. doi:

摘要 ( 107 )   PDF (675KB) ( 262 )   　　 评审附件

空间飞行系统采用IP协议承载，相比传统的无线通信方式具有更高的数据速率和应用灵活性。为了解决低带宽、高误码率等问题，需要采用高效可靠的报头压缩算法来提高有效载荷效率。但是，由于无线环境的复杂多变，以及空间飞行系统的高速机动性，无线信道传输质量会发生动态的变化，一般的压缩算法无法很好地适应这种时变特性。为此，提出一种基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法DBROHC。DBROHC根据解压端离散的历史丢包观测序列，动态调整关键压缩参数，达到压缩率和健壮性的较好均衡。仿真结果表明，与传统的健壮压缩算法相比，该算法在复杂无线链路中健壮性更优和有效带宽更大。

移动支付协议PCMS的形式化分析和验证

吴格格，庄雷，张坤丽，王国卿

2017, 39(01): 67-73. doi:

摘要 ( 111 )   PDF (681KB) ( 304 )   　　 评审附件

移动电子商务协议的形式化分析和验证是近年来移动电子商务协议的一个重要研究热点。以一个支付网关为中心的匿名的移动电子商务支付协议PCMS为研究对象，建立了PCMS协议的时间自动机模型，并用计算树逻辑CTL公式描述PCMS协议的部分性质，最后利用模型检测工具UPPAAL对PCMS协议的无死锁、时效性、有效性和钱原子性进行检测验证。验证结果表明，以支付网关为中心的匿名的安全支付协议PCMS满足无死锁、时效性、有效性和钱原子性。

一种基于标地分离的卫星网络移动切换管理技术

谢苗，冯振乾，虞万荣

2017, 39(01): 74-80. doi:

摘要 ( 118 )   PDF (991KB) ( 300 )   　　 评审附件

移动卫星网络因具有覆盖区域广、通信延时低等优势受到广泛关注，当前有大量研究旨在开发IP协议的组网技术，并将其与地面IP网络融合。融合网络的挑战之一，即为卫星移动性，用户在卫星网络中的接入点频繁切换导致移动管理问题，而现有的移动IP技术不能高效支持卫星网络移动切换。为了高效支持移动切换，在卫星网络中应用标地分离思想，在标地分离的架构下研究切换管理问题；用映射服务系统对终端进行位置管理，在移动切换中由新接入卫星网关和终端的标志为主要信息在原卫星中形成通告转发表。仿真结果表明，相对移动IP技术，该方法有明显优势。将其应用于卫星网络时可以降低切换延时，减少大量的绑定更新开销或是次优路由，提升系统的性能和可扩展性。

面向RFID应用的GF(2m)域上ECC点乘运算的轻量化改进研究

魏国珩1,2，汪亚2，张焕国1

2017, 39(01): 81-85. doi:

摘要 ( 100 )   PDF (451KB) ( 246 )   　　

针对RFID等资源受限的特殊应用，选取安全性能较高的椭圆曲线算法进行轻量化改进研究，对其核心部分点乘运算中的模乘、模逆算法进行了改进，采用整体串行、部分并行的方式对算法执行结构进行了重新设计。经在FPGA上仿真验证，对比其他方案，改进后的算法在芯片占用面积和执行速度上有明显的综合优势，适用于RFID等资源受限的应用场合。

基于混合制排队模型的SDN控制器性能评估研究

姜腊林，彭霞，熊兵

2017, 39(01): 86-91. doi:

摘要 ( 127 )   PDF (696KB) ( 269 )   　　 评审附件

软件定义网络SDN将逻辑控制与数据转发相分离，提高了网络的灵活性和可编程能力，成为近年来未来网络领域的研究热点。SDN在实际应用部署时将面临控制器性能瓶颈的挑战，因而有必要理解SDN控制器的性能特性。为此，首先对SDN控制器中PacketIn消息的到达过程和处理时间进行分析，进而基于排队论提出了一种容量有限的SDN控制器性能评估模型M/M/1/m，推导得出了该模型的性能参数，包括：平均等待队长、平均等待时间、平均队列长度和平均逗留时间。最后，采用控制器性能测试工具Cbench对该模型进行了实验评估。实验结果表明：相对于现有其它模型，该模型的估计时延更接近于实际测量时延，可更精确地描述SDN控制器的性能。


 

抵抗SPA攻击的分段Montgomery标量乘算法

李杨1,2，王劲林1，曾学文1，叶晓舟1

2017, 39(01): 92-102. doi:

摘要 ( 103 )   PDF (630KB) ( 228 )   　　 评审附件

基于Akishita 在Montgomery形式椭圆曲线上计算双标量乘kP+lQ的思想，提出了一种计算三标量乘kP+lQ+tR的新算法，使运算量减少了约23%。在上述算法基础上提出一种椭圆曲线上分段计算标量乘bP的方法，通过预计算少量点,将计算bP转化为计算kP+lQ或kP+lQ+tR，并使用边信道原子化的方法使其可以抵抗简单能量分析（SPA）攻击。最后使用Magma在二进制域上对分段算法仿真，结果显示二分段算法计算速度最快，三分段算法其次，在效率上均比原始Montgomery算法提升很大。

 

空域彩色图像鲁棒零水印算法

熊祥光

2017, 39(01): 103-110. doi:

摘要 ( 106 )   PDF (874KB) ( 241 )   　　 评审附件

针对传统变换域水印算法往往通过修改变换域系数来嵌入水印信号，影响图像不可感知性的问题，利用载体图像整体均值与分块均值之间大小关系的稳定性，提出一种新的空域彩色图像鲁棒零水印算法。算法直接在空域通过整体图像均值与分块均值之间的关系构造特征矩阵，之后将此特征矩阵与预处理后的水印信息进行异或运算构造零水印信息，预处理之后再注册到知识产权数据库里。提取水印信息时，通过投票策略得到最终提取的水印信息。大量的仿真实验结果表明，该算法对常规的信号处理攻击、行列平移、尺寸缩放和旋转等几何攻击具有较强的鲁棒性。与相似的鲁棒水印算法相比，对于大多数的攻击，该算法具有更优越的性能。

基于机器学习的日志函数自动识别方法

贾周阳，廖湘科，刘晓东，李姗姗，周书林，谢欣伟

2017, 39(01): 111-117. doi:

摘要 ( 172 )   PDF (946KB) ( 449 )   　　 评审附件

随着软件规模的不断增长，日志在故障检测中发挥着愈加重要的作用。然而，目前软件日志缺乏统一标准，常受开发人员个人习惯影响，为大规模系统中日志的自动化分析带来了挑战。其中，日志函数的识别作为日志分析的前提条件，对分析结果有着直接影响。提出了一种基于机器学习的方法以支持日志自动识别。通过系统分析广泛使用的大规模开源软件，总结出日志函数编写的主要形式，并提取不同形式间的共性特征，进而基于机器学习实现了自动日志识别工具iLog。实验显示，使用iLog识别的日志函数能力平均为使用特定关键字的76倍，十折交叉验证得到iLog的分析结果的FScore为0.93。

基于静态检测的C++内存泄漏分析

陈贝1,许庆国1,2

2017, 39(01): 118-124. doi:

摘要 ( 129 )   PDF (505KB) ( 315 )   　　

C++是一种非常流行的计算机编程语言，在使用的过程中容易出现内存泄漏问题，而该问题往往难以识别。给出了一种对C++内存泄漏问题进行分析的方法，该方法得到C++源代码的抽象语法树，从抽象语法树中提取程序控制流图，然后将类的构造函数、普通成员函数以及析构函数的程序控制流图相互连接形成新的程序控制流图，并设计算法对控制流图进行检测。最后通过一些内存泄漏的典型实例进行测试，实验表明本方法有效。

基于表面深度值均方差的航空行李分类研究

高庆吉，位园园

2017, 39(01): 125-130. doi:

摘要 ( 129 )   PDF (679KB) ( 219 )   　　 评审附件

以航空旅客行李托运方式的国际标准为出发点，研究了基于行李表面深度值均方差的分类方法，为采取何种方式托运提供依据。采用Kinect传感器在行李输送带上方采集深度图像，提取行李区域的像素值并计算其均方差进行粗分类；结合行李三维形态的先验知识，根据网格之间的距离以及深度值均方差的差异，设计了基于网格相似度的自适应聚类算法，拟合聚类结果中高层单元的面积和数量，分析行李三维形态特征，确定其类别。实验结果表明，所提算法复杂度低，能快速准确地识别行李类别。

 

基于低秩子空间投影和Gabor特征的稀疏表示人脸识别算法

杨方方1，吴锡生1，顾标准2

2017, 39(01): 131-137. doi:

摘要 ( 123 )   PDF (625KB) ( 284 )   　　 评审附件

目前的人脸识别算法常常忽视训练过程中噪声的影响，特别是在训练数据和待测数据都受到噪声污染的情况下，识别性能会明显下降。针对含有光照变化、伪装、遮挡及表情变化等较大噪声的人脸识别问题，提出了一种基于低秩子空间投影和Gabor特征的稀疏表示人脸识别算法。该算法首先通过低秩矩阵恢复算法得到训练样本的潜在低秩结构和稀疏误差结构；然后利用主成分分析法找到低秩结构的Gabor特征所在低秩子空间的变换矩阵；再通过变换矩阵将所有样本的Gabor特征向量投影到低秩子空间上，在该低秩子空间上使用稀疏表示分类算法进行最终的分类识别。在Extend Yale B和AR数据库上的实验表明，新算法具有较高的识别率和较强的抗干扰能力。

基于空间结构的图像特征匹配算法

周莉莉1，姜枫2

2017, 39(01): 138-144. doi:

摘要 ( 128 )   PDF (1051KB) ( 258 )   　　 评审附件

图像二进制特征描述器比浮点数特征描述器存储容量小、计算速度更快。在对常用二进制特征描述器进行分析的基础上，利用图像特征点之间的空间结构信息改进FREAK描述器的采样模式，提出MPFREAK描述器，提高特征描述能力；针对特征匹配时最近邻算法运行较慢的缺点，改进LSH算法,减少候选集列表空间，提出了海明空间的二进制特征快速匹配算法MLSH。实验表明，MPFREAK描述器描述能力优于其他算法，特征匹配算法效果明显、速度更快。

 

一种基于GPU的改进光线投射算法

张阿关1,4，蒋慧琴1,4，马岭1,4，杨晓鹏2,4，刘玉敏3,4

2017, 39(01): 145-150. doi:

摘要 ( 151 )   PDF (702KB) ( 275 )   　　 评审附件

针对传统光线投射算法计算量大、速度慢、在没有硬件加速情况下难以实时重建的问题，提出了一种基于GPU编程的快速计算重采样点值的光线投射算法。首先，设计一个GPU程序确定投射光线的终点与方向；其次，采用加速度步长采样方法确定重采样点的位置并利用快速复合插值方法计算重采样点的颜色值；最后，采用不透明度提前截止法进一步加速重建过程。实验结果表明，该方法计算复杂度低、执行效率高。在保证重建图像质量的同时，与现有基于CPU的光线投射算法相比，重建速度提高6倍，与基于GPU的传统光线投射算法相比，速度提高2倍。

 

基于改进碰撞检测算法的肝门静脉结扎仿真

刘敏1，熊岳山1，谭珂2，潘新华2

2017, 39(01): 151-157. doi:

摘要 ( 101 )   PDF (751KB) ( 367 )   　　 评审附件

为了对虚拟肝脏手术中肝门静脉的结扎进行仿真，提出了一种改进的碰撞检测算法。改进的碰撞检测算法主要包括三个方面：缝合线的自碰撞检测、缝合线的运动分解，以及缝合线与肝门静脉模型的碰撞检测。缝合线的模拟采用跟踪控制点FTL算法，采用包围球法对缝合线进行自碰撞检测；提出运动分解方法来防止缝合线发生自穿透；将包围球法和空间网格划分法相结合，实现缝合线和肝门静脉之间的碰撞检测；同时，肝门静脉的形变采用设置刚体核的几何模型来模拟，使用虚拟弹簧振子来实现结扎时的触觉反馈。将改进的碰撞检测算法运用到虚拟肝脏手术中，满足虚拟场景中真实感和实时性的要求。

基于KL散度的RNA-Seq数据差异异构体比例检测

欧书华，刘学军，张礼

2017, 39(01): 158-164. doi:

摘要 ( 112 )   PDF (551KB) ( 219 )   　　 评审附件

近年来，RNAseq技术被广泛应用于差异表达基因和异构体的检测，但目前大多数方法都是识别单个异构体的差异表达，无法同时检测同一个基因中所包含异构体表达比例的差异，因此提出一个差异异构体比例检测方法。该方法基于先前设计的sLDASeq模型，运用该模型中隐含变量的概率分布，采用KL散度进行差异异构体比例的分析。首先使用最新的SEQC数据集评估sLDASeq模型表达水平的性能，结果表明该方法能准确地估计基因中异构体的比例。接着通过模拟数据集进行差异异构体比例的检测，与其他方法相比，实验结果表明该方法在差异异构体比例检测方面具有较高的准确性。

 

基于逐维策略的布谷鸟搜索增强算法

林要华1，王维2

2017, 39(01): 165-172. doi:

摘要 ( 125 )   PDF (671KB) ( 256 )   　　 评审附件

布谷鸟搜索算法迭代运用Lévy Flights随机走动和Biased随机走动发现新个体的各维信息。当个体所有维信息生成后，算法将这些信息合成为个体并评价。在这种情况下，由于个体各维之间存在相互干扰，一些部分维进化的个体可能被放弃，从而影响算法的收敛速度以及求精能力。提出的布谷鸟搜索增强算法采用逐维评价策略接收一些部分进化的个体，可进一步增强算法的收敛速度和求精能力。在算法中，逐维评价策略作为局部搜索技术镶嵌在两个随机走动部件之后，并随机选择一些个体进行逐维更新后进行评价。实验结果说明逐维评价策略总体上能够有效且较好地改善算法的求解性能和收敛速度。

 

分段卷积神经网络在文本情感分析中的应用

杜昌顺，黄磊

2017, 39(01): 173-179. doi:

摘要 ( 176 )   PDF (719KB) ( 549 )   　　 评审附件

文本情感分析是当前网络舆情分析、产品评价、数据挖掘等领域的重要任务。由于当前网络数据的急剧增长，依靠人工设计特征或者传统的自然语言处理语法分析工具等进行分析，不但准确率不高而且费时费力。

而传统的卷积神经网络模型均未考虑句子的结构信息，并且在训练时很容易发生过拟合。针对这两方面的不足，使用基于深度学习的卷积神经网络模型分析文本的情感倾向，采用分段池化的策略将句子结构考虑进来，分段提取句子不同结构的主要特征；并且引入Dropout算法以避免模型的过拟合和提升泛化能力。实验结果表明，分段池化策略和Dropout算法均有助于提升模型的性能，所提方法在中文酒店评价数据集上达到了91%的分类准确率，在斯坦福英文情感树库数据集五分类任务上达到了45.9%的准确率，较基线模型都有显著的提升。

 

一种优化组合相似度的协同过滤推荐算法

陈曦，成韵姿

2017, 39(01): 180-187. doi:

摘要 ( 116 )   PDF (739KB) ( 366 )   　　 评审附件

为了进一步提高相似度计算的准确性，提出了一种优化组合相似度的协同过滤推荐算法。首先，建立用户项目评分时间矩阵，根据用户对共同评分项目的评分时间先后顺序，计算用户之间的影响力；其次，根据用户对共同评分项目的评分差异，计算评分差异的加权信息熵；最后,将时序行为影响力融入到基于加权信息熵的相似度中，其中融合参数α由随机粒子群优化算法选择。通过与其他相似度计算方法比较，该算法降低了标准平均绝对误差和流行度，在一定程度上降低了数据稀疏性的影响，能更准确地计算相似度，从而提高了推荐质量。

基于贝叶斯距离的K-modes聚类算法

赵亮1,刘建辉2,张昭昭2

2017, 39(01): 188-193. doi:

摘要 ( 135 )   PDF (608KB) ( 377 )   　　 评审附件

K-modes算法中原有的分类变量间距离度量方法无法体现属性值之间差异，对此提出了一种基于朴素贝叶斯分类器中间运算结果的距离度量。该度量构建代表分类变量的特征向量并计算向量间的欧氏距离作为变量间的距离。将提出的距离度量代入Kmodes聚类算法并在多个UCI公共数据集上与其他度量方法进行比较，实验结果表明该距离度量更加有效。

融合语音情感词局部特征的语音情感识别方法

宋明虎，余正涛，高盛祥，李铚，沈韬

2017, 39(01): 194-198. doi:

摘要 ( 131 )   PDF (444KB) ( 320 )   　　 评审附件

为有效利用语音情感词局部特征，提出了一种融合情感词局部特征与语音语句全局特征的语音情感识别方法。该方法依赖于语音情感词典的声学特征库，提取出语音语句中是否包含情感词及情感词密度等局部特征，并与全局声学特征进行融合，再通过机器学习算法建模和识别语音情感。对比实验结果表明，融合语音情感词局部特征与全局特征的语音情感识别方法能取得更好的效果，局部特征的引入能有效提高语音情感识别准确率。

 

基于混沌更新策略的蜂群算法在SVM参数优化中的应用

高雷阜,王飞

2017, 39(01): 199-205. doi:

摘要 ( 141 )   PDF (1162KB) ( 278 )   　　 评审附件

针对支持向量机的参数寻优缺乏数学理论指导，传统人工蜂群算法易陷入长期停滞的不足，而混沌搜索算法具有很好的随机性和遍历性，提出了基于混沌更新策略人工蜂群支持向量机参数选择模型（IABCSVM）。该模型利用混沌搜索对侦察蜂搜索方式进行改进，有效提高蜂群算法搜索效率。以UCI 标准数据库中的数据进行数值实验,采用ACOSVM、PSOSVM、ABCSVM作为对比模型，实验表明了IABC在SVM参数优化中的可行性和有效性，具有较高的预测准确率和较好的算法稳定性。

 

一种面向多模函数改进的果蝇优化算法

张磊1,刘成忠2

2017, 39(01): 206-214. doi:

摘要 ( 116 )   PDF (878KB) ( 282 )   　　 评审附件

为将果蝇优化算法有效应用在多模函数优化问题中，设计了一种优化多模函数的果蝇优化算法—基于佳点集和小生境技术的混合果蝇优化算法。首先引入数论中的佳点集概念构造初始种群，使其较均匀地分布在可行域中并且产生的模式多样性比随机分布更好，提高了算法的搜索能力及效率和稳定性；其次用小生境技术改进算法的搜索模式，更好地维持了种群的多样性使种群能快速定位较多的峰；再通过小生境熵来量化群体的多样性并选择进化方向，当小生境熵低于设定的阈值时，结合佳点搜索产生新群体给以扰动，以维持种群的多样性，否则对各个峰进行精细搜索。对七个测试函数分别进行两类仿真,结果表明，该算法不仅能够高效且高精度地找到全局极值而且能够以较高的精度定位到所有全局极值和多个次优极值，显示了较强的多峰搜索能力。