[发明专利]基于平衡机制变体解决不对称任务的竞争式协同进化算法

权利要求书

1.一种基于平衡机制变体解决不对称任务的竞争式协同进化算法，其特征在于，如下步骤：

S1：初始化协同进化的双方：对竞争式协同的宿主与寄生虫按照各自的编码方式产生一定数量的个体，初始化宿主种群与寄生虫种群；

S2：计算协同双方适值：根据竞争规则，定义两种群中个体的适值为打败对手种群中对手的数量；

S3：计算协同双方繁殖率：根据计算得到的协同双方的种群的适值情况，对双方种群的势力强度进行评估，得到各种群的势力强度，平衡机制针对协同双方任务不对称、进化速度不一致、可能出现种间脱离的问题规定进化过程中每代只进化一个种群，各种群被选择进化的概率，即繁殖率，由种群势力强度决定，且与种群的势力强度成反比，种群势力强度越高，繁殖率越低；

S4：基于平衡机制变体的竞争式协同：为使竞争协同的双方保持势力均衡，避免进化陷入停滞，出现种群间脱离情况，设置应用基于平衡机制变体的竞争式协同进化算法，即在上述平衡机制中加入保护劣势种群的设置阈值策略以及强势种群退化策略的竞争式协同进化算法，根据当代协同双方势力强度和繁殖率情况按算法要求得到本代要进行的进化内容并根据内容要求选择种群按要求进行进化。

2.根据权利要求1所述的基于平衡机制变体解决不对称任务的竞争式协同进化算法，其特征在于，所述S2中，适值采用全部个体参与竞争的方式，选择宿主种群中所有个体与寄生虫种群中所有个体进行竞争，定义当一方战胜另一方时，获胜方适值加1，失败方适值不变，即:两种群中个体的适值定义为打败对手种群中对手的数量。

3.根据权利要求1所述的基于平衡机制变体解决不对称任务的竞争式协同进化算法，其特征在于，所述S3中，对双方种群的势力强度的评估方法有通过比赛计算和通过适值均值计算两种方式：通过比赛计算的方式是分别从竞争双方任意选出一个个体，比较两者的适值大小，适值大的个体获胜，进行一定数量次数的比赛，得到竞争双方获胜的次数在比赛总次数中的占比，即为各自的势力强度；适值均值计算的方式是分别计算竞争双方种群适值的均值，各种群势力强度即为各自均值占均值总和的比例；各种群繁殖率与种群势力强度成反比，即假设宿主种群的势力强度为Str，寄生虫种群的势力强度为1-Str，则情景种群的繁殖率为1-Str，参数种群的繁殖率为Str。

4.根据权利要求1所述的基于平衡机制变体解决不对称任务的竞争式协同进化算法，其特征在于，所述S4中，针对平衡机制下仍可能出现的进化速度较快的优势种群在势力强度较强的情况下连续进化的小概率事件以及优势种群势力强度远超劣势种群造成的脱离情况，在平衡机制中加入了设置阈值保护劣势种群与强势种群退化的策略，以达到在竞争双方进化速度不同及两方势力差距过大、双方脱离的情况下仍能保持竞争双方的军备竞赛、维持竞争双方在相对平衡的状态、避免进化陷入停滞的目的，具体包括以下小步：

S41：根据算法设置的以保护劣势种群(即在进化过程中进化速度慢的种群)为目的的设置阈值的策略，判断本发明中劣势种群的繁殖率是否达到阈值，若未达到阈值，则直接判定选择劣势种群进行进化；

S42：根据算法设置的以解决进化过程中强势种群与弱势种群差距过大，种群间脱离，各种群无法指导对手种群的进化方向的情况为目的的退化强势种群策略：判断两个种群间势力差距是否过大，当种群间势力差距过大时，对强势的一方进行退化操作，即改变个体适值情况，令后续进化选择过程中选择种群中排名落后的个体进化，从而达到降低强势种群实力的目的；

S43：执行进化内容：根据算法要求得到本代要进行的进化内容，并根据内容要求选择种群按要求进行进化。