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免疫算法[归纳].pdf
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免疫算法[归纳].pdf
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目录
1 选题依据和意义 ................................................................................................... 2
1.1 研究背景及意义 .......................................................................................... 2
1.2 免疫算法的概述 .......................................................................................... 2
1.3 免疫算法的研究现状 ................................................................................... 3
1.4 物流配送中心选址的概述 ............................................................................. 4
1.5 物流配送中心的研究现状: ......................................................................... 4
1.6 论文组织结构 ............................................................................................. 5
2 基本的免疫算法 ................................................................................................... 5
2.1 免疫算法的相关概念介绍: ......................................................................... 6
2.2 免疫算法的步骤 .......................................................................................... 7
2.3 免疫算法流程图: ...................................................................................... 8
2.4 选择参数 ................................................................................................. 11
2.5 免疫算法与遗传算法的比较: .................................................................... 12
3 物流配送中心选址的数学模型的建立 .................................................................... 13
4 免疫算法物流配送中心选址中的应用: ................................................................ 14
5 实验: .............................................................................................................. 15
5.1 小结 ........................................................................................................ 18
6 总结与展望 ........................................................................................................ 18
1 选题依据和意义
1.1 研究背景及意义
科技日新月异的发展的 21 世纪,学科之间的融合成为了各学者的研究新方
向,各学科之间相互渗透、相互影响、相互作用成为了新世纪科技发展的新特
征。其中,由计算机科学与生命学科相互结合而产生的新型智能算法 ——免疫
算法就是其中的代表之一。
近年来,随着我国经济的快速发展并逐渐走向全球化的道路,物流已成为
了经济发展的重要产业之一,现如今各大城市都建设有自己的物流配送网络,
这对于城市的招商引资,资源的优化配置,经济产业的运行效率都有着促进作
用。物流配送中心作为物流业重要的环节,其选址问题吸引着专家学者投身研
究当中。由于物流配送中心一旦选定并进行建设,其位置是固定的,所以在地
址的选定上尤为重要。相比较于传统的选址方法,免疫算法以其收敛速度快,
鲁棒性强等特点,得到专家学者们的青睐。
免疫算法是模仿生物免疫机制,结合基因的进化机理,人工地构造出的一
种新型智能搜索算法。免疫算法具有一般免疫系统的特征,免疫算法采用群体
搜索策略,一般遵循几个步骤 ”产生初始化种群 →适应度的计算评价 →种群间个
体的选择、交叉、变异 →产生新种群 ”。通过这样的迭代计算,最终以较大的概
率得到问题的最优解。相比较于其他算法,免疫算法利用自身产生多样性和维
持机制,保证了种群的多样性,克服了一般寻优过程中特别是多峰值的寻优过
程中不可避免的 “早熟 ”问题,求得全局最优解。大量表明,免疫算法能在较少
的迭代数能快速收敛到全局最优。因此,免疫算法在物流配送中心选址问题的
研究具有一定的应用价值和参考价值。
1.2 免疫算法的概述
人们对人工免疫算法的研究从免疫学的基础上开始的。对免疫算法的深入研究,
发现其在解决复杂问题上西安实处了强大的信息处理能力。
1958年澳大利亚学者 Burnet 率先提出了克隆选择原理
[21]
,1960年因此获
得诺贝尔奖。 Famer于 1986年基于免疫网络学说理论构造出来的免疫系统的动
态模型,展示了免疫系统与其他人工智能方法相结合的可能性,开创了免疫系
统研究的先河。 1996年,在日本举行的国际专题研讨会上,提出了免疫系统的
概念。 1997年 IEEE 的 SMC 组织专门成立了人工免疫系统及应用的分会组织。
免疫算法,是受生物免疫系统的启发,推出的一种新型的智能搜索算法。
对外界入侵的抗原,受抗原的刺激,生物上淋巴细胞会分泌出相应的抗体,其
目标是尽可能保证整个生物系统的基本生理功能得到正常运转,并产生记忆细
胞,以预防下次相同的抗原入侵时,能够快速的做出反应。借鉴其相关内容和
知识,并将其应用于工程科学的某些领域,收到了良好的效果。
1.3 免疫算法的研究现状
虽然起步较晚,但免疫算法已成为当今智能计算的研究热点之一。已在函
数优化,人工神经网络设计,智能控制等领域获得了成功的应用。近几年,网
络和智能成为免疫算法发展的的特征之一 ,也是其重要应用领域。免疫算法在增
强系统的鲁棒性 ,维持机体动态平衡方面有明显的成效。经过各位学者的不断专
研,免疫算法于其他算法的并行性得到充分发挥。例如免疫遗传算法,免疫粒
子群算法。这些算法的产生,增加了算法的灵活行。现主要的应用有机器学习,
故障诊断,网络安全,优化设计。
国内虽然对免疫算法的研究起步较晚,但在免疫算法的研究及其应用上也
取得了不错的成果。经研究归纳,免疫算法可分为 3 种情况:
(1) 基本免疫算法,模拟免疫系统中抗原与抗体的结合原理。
(2) 基于免疫系统中其他特殊机制抽象出来的免疫算法,如克隆选择算
法。
(3) 免疫算法与其他智能算法的结合形成的新的算法,如免疫遗传算法。
基于这三种主流的算法,国内对免疫算法的研究有对免疫算法的参数问题
的研究
[1]
,有对多维教育免疫网络的研究,增强了教育网络的安全性
[2]
。有 TSP
问题求解
[3]
、装配序列规划问题求解
[4]
、工程项目多目标优化研究
[5]
、应用免疫
算法进行电网规划研究
[6]
。基于混沌免疫进化算法的物流配送中心选址方案
[7]
。
目前国内的研究主要集中在算法的优化改进上,与其他智能算法相结合的研究。
1.4 物流配送中心选址的概述
物流配送中心是物流网络的基础节点,是物流能够正常运作的前提,同时,
配送中心面向客户,其工作效率不仅直接影响到企业的业绩,而且还影响客户
的评价。物流配送中心选址的重要性:由于物流配送中心的投资规模大,占用
大量的城市面积,而且其位置一旦建成后,其地理位置相对固定,对物流业今
后的运营情况产生长远的影响。因此物流配送中心选址的决策必须进行科学的
论证后再做定夺。失败的选址对于物流业来说是致命的,不仅会导致商品运输
处于无秩序、低效率的状态,还可能在运输成本上吃紧,如果不能满足客户的
需要,还会影响到企业的利润。因此,科学的物流配送中心选址是很有必要的。
物流配送中心选址问题,要考虑的因素很多,一般地,主要考虑以下几个
方面:
(1)运营成本 :缩减成本一直是企业追求利润的主要方法之一,在创造相同价
值的情况下,成本的缩减成为了企业间竞争力的决定性因素。
(2)运输效率:降低运输成本主要的途径之一就是运输效率,协调好各部门的
工作能有效的解决这一问题。
(3)服务质量:客户的好评是企业无形的资产,提供优质的服务质量是一个有
远见的企业必做的事情。
1.5 物流配送中心的研究现状:
经过几十年的研究,国内外在物流配送中心选址问题的研究日趋成熟,形成了
相对完善选址方法,大体可归纳为:
(1)定性分析法 :
定性分析法主要依赖专家和决策者的先知经验、知识,经过综合分
析,统筹规划来确定其地理位置,这些方法主要有专家分析法、德尔菲
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