第九章天牛须搜索算法9・1基本天牛须搜索图1(a)所示的长角天牛是天牛科的一种,其特征是触角非常长,通常和天牛的身体一样长,甚至更长
天牛家族成员众多,共有26,000多个物种
它们中的大多数都有长长的触角
通常由多种嗅觉感受器细胞组成的触角结构,在特定物种中往往是独特的,而这类传感系统的功能仍在研讨中
然而,这种大型触角的两个基本功能是与猎物的气味结合,并获得潜在的合适伴侣的性信息素,其中大触角可以扩大探测区域
此外,大触角也可以作为一种保护预警机制
(a)(b)图1长角天牛及其使用长触角的搜索行为
(a)长角天牛
(b)长角天牛利用长触角进行搜索,其中黑色线表示气味的传播,蓝色线表示天牛的轨迹
我们知道,天牛在捕食或寻找配偶时,会摆动身体一侧的每根触角来接收气味
也就是说,天牛用两根触角随机探索附近的区域
此外,当一侧的触角探测到更高浓度的气味时,天牛会转向同一方向,否则就会转向另一侧
如图1(b)所示,这两个因素结合在一起,使得大多数天牛能够捕食或者寻找配偶,这启发我们设计一种元启发式优化算法
基于这两个方面,LiShuai和JiangXiangyuan[1]提出了天牛须搜索算法(BeetleAntennaeSearchAlgorithm,BAS),其伪代码如下:Input:建立目标函数f(xt),其中变量xt=[x1,x2,
,xi]T,初始化参数xo,do,“
Output:xbst,fbst
while(tfbstthenf(xt)=f(xt),xbst=xt;分别使用下降函数(4)和(5)更新感知参数d和步长5;returnxbst,fbst
通过将双触角天牛的搜索行为与待优化的目标函数相关联,可以构造出新的优化算法
接下来,将概述BAS算法的形式化表达,然后详细讨论其实现
为了便于说明,使用xt表示t时刻天牛的位置,则位置x处的气味浓度为f(x),也称为