[发明专利]一种可变长染色体编码的混合并行遗传聚类算法

权利要求书

1.一种可变长染色体编码的混合并行遗传聚类算法，包括如下步骤：

A、可变长染色体编码

染色体的基因由初始聚类中心对应的样本点在样本集中的编号表示，其编码形式为：C＝{c₁,c₂,…,c_t}。

其中t为某条染色体的编码长度，对不同的染色体，t的值是在变化的，c_i(i＝1,2,…,t)为第i个聚类中心对应的样本在样本集中的编号，为一个[1,N]之间的自然数(N为样本个数)。

B、插入删除交叉算子

染色体插入删除交叉算子的具体步骤如下：

①以父个体CH₁作为被删除染色体，以父个体CH₂作为被插入染色体，计算两个染色体CH₁和CH₂的长度t₁和t₂；

②如果则重新选择染色体CH₂，直到

其中N为样本个数，为聚类个数的经验值，设置该值的目的只是为了加快算法速度，如果对算法精度要求较高，则可适当放宽该值的尺度。要求是为了防止插入操作后染色体CH₂的基因由于超长截断而无变化。

③随机生成插入点位置Ins、删除点位置Del和插入或删除的长度DLen；

其中插入长度与删除长度相等均为DLen。要求满足如下条件：

0≤Del＜t₁，0≤Ins≤t₂且DLen＜t₁

④将染色体CH₁从删除点开始，将长度DLen的基因段删除，得到子个体CH₁′，并将删除的基因段插入染色体CH₂中，得到转换体CH₂*；

⑤将转换体CH₂*中的重复基因去除，得到子个体CH₂′

⑥如果子个体CH₂′的长度超长，则对其进行截尾操作。

C、变异算子的处理

染色体的变异操作步骤如下：

①计算染色体长度Len；

②随机产生一个[1，Len]之间的自然数C，作为变异点个数；

③c＝1；

④随机产生一个与上一轮不重复的[1，Len]之间的自然数，作为变异点；

⑤随机产生一个[0,1]之间的数r，如果r≤P_m，则转⑥，否则直接转⑦；其中P_m为变异概率。

⑥随机产生一个[1,N]之间的在染色体中不存在的自然数，将父个体在变异点处的基因用这个自然数取代；

⑦c＝c+1；

⑧如果c>C，退出变异，否则转④。

D、种群初始化

染色体的种群初始化具体步骤如下：

①设置种群规模Gsize；

②I＝1；

③如果I≤Gsize，则转④，否则结束初始化；

④随机设置染色体长度

⑤随机产生Len个[1,N]之间的不重复的自然数，形成一条染色体Ind；

⑥判断染色体Ind是否已经在种群中存在，如果存在则转④，否则转⑦；

⑦I＝I+1；

⑧转③。

2.根据权利要求1所述一种可变长染色体编码的混合并行遗传聚类算法，其特征在于，所示可变长染色体的适应度函数如下：

3.根据权利要求1所述一种可变长染色体编码的混合并行遗传聚类算法，其特征在于，本算法的停止标准为：进化代数超过最大遗传代数GNUM或群体平均适应度值连续多代遗传后仍无变化时，本遗传算法停止。