正交遺傳算法在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

利用正交實(shí)驗(yàn)法的全局思想，提出一種采用多點(diǎn)正交交換的遺傳算法。算法通過(guò)正
交表安排遺傳算法的交換運(yùn)算，并在所產(chǎn)生的多個(gè)子代中選擇適應(yīng)度大的個(gè)體進(jìn)入下一代進(jìn)化，這樣既加快了算法的收斂速度又保證了種群的多樣性。并將該算法應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容量分配與路由選擇優(yōu)化上。實(shí)驗(yàn)證明，該算法較之傳統(tǒng)遺傳算法，在種群規(guī)模較小的情況下，仍然可以以較少的搜索次數(shù)，收斂到近似最優(yōu)解。
關(guān)鍵詞：遺傳算法；正交設(shè)計(jì)；多點(diǎn)交叉；優(yōu)化設(shè)計(jì)
近年來(lái)，遺傳算法不僅因?yàn)槠渥陨淼姆€(wěn)健性、隱并行性和全局特性而得到了廣泛的應(yīng)用，而且，其中的雜交思想作為一種方法論也給從事科學(xué)研究的人們以許多啟迪，并導(dǎo)致許多邊緣學(xué)科的產(chǎn)生。目前，一種把遺傳算法與其它優(yōu)化算法相結(jié)合，以利用啟發(fā)信息以及與領(lǐng)域有關(guān)知識(shí)的混合遺傳算法已成為改善遺傳算法性能的主要策略之一[1,2]。其中一種常用的方法就是把局域搜索技術(shù)嵌入到遺傳算法的基本環(huán)中，同變異和交叉算子一起作用，這樣所得到的算法既有遺傳算法的整體優(yōu)化特性，又能加快算法的收斂速度。本文利用正交設(shè)計(jì)能快速找出最優(yōu)解的特點(diǎn)，把正交設(shè)計(jì)嵌入到遺傳算法的交叉算子中，研究了一種采用多點(diǎn)正交交換的遺傳算法。算法通過(guò)正交表安排遺傳算法的交叉運(yùn)算，并在所產(chǎn)生的多個(gè)子代中選擇適應(yīng)度大的進(jìn)入下一次進(jìn)化。隨后，利用這種改進(jìn)的算法來(lái)優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的路由選擇與容量分配問(wèn)題，與拉格朗日松弛法、傳統(tǒng)遺傳算法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明該算法較之傳統(tǒng)方法結(jié)果更優(yōu)，與傳統(tǒng)遺傳算法相比，獲得同樣解的情況下，收斂速度明顯加快。