一種改進的共同進化遺傳算法及其應用

摘 要：將共同進化遺傳算法應用于臨床營養決策優化中，雖然取得了一定成果，但算法中仍存在早熟現象、局部搜索能量弱等問題，為此提出一種改進的共同進化模型。算法使用新的子群體劃分方法和交叉算子，引入精英保留策略、信息交換原則和小生境技術。通過對糖尿病營養治療的仿真表明，改進后的算法在保證群體多樣性和避免早熟現象的前提下，提高了算法的局部和全局尋優能力，且膳食配方中營養素達標率符合要求，滿足專家建議的糖尿病飲食需求。

關鍵詞：共同進化遺傳算法；精英保留策略；信息交換；小生境技術

An Improved Coevolutionary Genetic Algorithm and Its Application

ZANG Lei，WANG Gaoping

(chool ofInformation cience and Engineering，enan University of echnology，Zhengzhou，40001，China)

Abstract：Coevolutionary genetic algorithm has been applied into the clinic nutrition decision-making optimization，which has acquired some achievements，but the algorithm still exists the problems of the pre-maturity in coevolutionary genetic algorithm，weak ability in the local searchingherefore，an improved coevolutionary model is designed to solve themhe algorithm introduces new method of subregion partition and crossover operatorIn addition，it also introduces elitism preservation strategy，information exchange principle and niche technologyhe simulation of a nutrition curing of diabetes shows，under the premise of ensuring the diversity of populations and avoiding pre-maturity phenomenon，the improved algorithm raises unitary and local optimization abilityhe percentage of nutrition element in the meal formula is more up to the mustard and more satisfies expert propositional requirements of diabetes

Keywords：coevolutionary genetic algorithm;elitism preservation strategy;information exchange;niche technique

目前共同進化遺傳算法雖已取得了不少研究成果，但仍存在早熟現象、局部搜索能力弱等缺陷，為此本文提出一種改進的共同進化模型。改進的共同進化模型從算法基本設計入手，除使用新的群體劃分方法和交叉算子外，引入精英保留策略、信息交換原則和小生境遺傳算法等方法。通過優化臨床營養決策的仿真表明，改進后的共同進化遺傳算法在保證群體多樣性和避免早熟現象的前提下，提高了整體算法的局部和全局尋優能力。

1 改進的共同進化模型

11 子群體的劃分

文獻［1］中提出把臨床營養決策問題分為2個子問題。考慮到決策是為不同疾病提供一天的營養搭配方案，本文將決策問題分為3個子問題，分別用于尋找早餐、中餐和晚餐的最優解，3個最優解結合成一個完整的膳食配餐方案。

這種分解問題的方式，有利于子群體在進化過程中的信息交換，促進子群體內部按照實際要求搜索局部最優解，并協調子群體間的合作機制，為更好地找到膳食營養總體方案奠定基礎。