本文關(guān)鍵詞：GEP在演化建模中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 建模在工程應(yīng)用和科學(xué)研究中占據(jù)著重要的地位,人們往往將復(fù)雜的問(wèn)題和現(xiàn)象抽象和簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的模型而加以研究。然而,要想對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)(如氣象數(shù)據(jù)、海洋數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等)建立能精確反映數(shù)據(jù)間內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,用傳統(tǒng)的人工建模方法是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的。 演化建模方法能夠利用演化算法和一定的搜索策略,通過(guò)不斷嘗試和反復(fù)試驗(yàn)自動(dòng)生成具有較高擬合精度的函數(shù)模型。它不需要像人工建模方法一樣事先確定模型的結(jié)構(gòu),只需要我們根據(jù)問(wèn)題的特征確定構(gòu)成模型的一些基本組成單元。 目前,較常用來(lái)進(jìn)行演化建模的算法有遺傳程序設(shè)計(jì)(GP)和基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì)(GEP)。遺傳程序設(shè)計(jì)直接采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)作為編碼,在處理復(fù)雜系統(tǒng)建模問(wèn)題時(shí),由于樹(shù)的深度無(wú)限增大,極容易發(fā)生代碼膨脹,導(dǎo)致搜索效率急劇下降。而基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì)采用線性的、定長(zhǎng)的、“頭部+尾部”的結(jié)構(gòu)化編碼方式,遺傳操作簡(jiǎn)單,算法穩(wěn)定性好,可以很好的應(yīng)用于演化建模。 本文討論了基于基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì)的演化建模問(wèn)題。主要內(nèi)容包括: ●闡述了基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),分析了GEP的編碼優(yōu)勢(shì),并對(duì)常用的兩種演化建模算法——GEP與GP作了性能上的對(duì)比分析。 ●分析了用GEP進(jìn)行演化建模的原理,給出了兩個(gè)建模實(shí)例。通過(guò)對(duì)建模結(jié)果的分析,得出GEP能夠演化生成具有較高擬合精度的函數(shù)模型。 ●針對(duì)單純GEP算法生成的模型中函數(shù)前系數(shù)全為1的不足,對(duì)GEP算法作了改進(jìn)——將GT算法與GEP算法相結(jié)合,以進(jìn)一步優(yōu)化模型中的參數(shù)。用改進(jìn)后的算法給出了兩個(gè)建模實(shí)例,通過(guò)對(duì)建模結(jié)果的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)雙重優(yōu)化后的模型,具有更好的擬合性,更能反映復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的內(nèi)在規(guī)律和聯(lián)系。
【關(guān)鍵詞】：基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì) 遺傳程序設(shè)計(jì) 演化建模
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：C931.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 建模及其基本概念9-10
• 1.2 演化建模10-11
• 1.2.1 演化建模的相關(guān)概念10
• 1.2.2 演化建模的一般步驟10-11
• 1.2.3 演化建模的常用算法11
• 1.3 本文的工作11-13
• 2 基因表達(dá)式程序設(shè)計(jì)13-31
• 2.1 生物遺傳和進(jìn)化13
• 2.2 遺傳算法13-15
• 2.3 GP15-19
• 2.3.1 GP的基本思想15-18
• 2.3.2 GP的局限性18-19
• 2.4 GEP19-31
• 2.4.1 起源和特點(diǎn)19-20
• 2.4.2 個(gè)體表示方式和組織結(jié)構(gòu)20-25
• 2.4.3 遺傳算子25-28
• 2.4.4 適應(yīng)度函數(shù)28
• 2.4.5 終止條件28
• 2.4.6 程序結(jié)構(gòu)28-30
• 2.4.7 與GP的比較30-31
• 3 基于GEP的演化建模31-39
• 3.1 問(wèn)題描述31
• 3.2 建模實(shí)例一:糧食總產(chǎn)量模型31-34
• 3.3 建模實(shí)例二:采煤工作面瓦斯涌出量模型34-37
• 3.4 建模結(jié)果分析37-38
• 3.5 結(jié)論38-39
• 4 基于改進(jìn)GEP的演化建模39-46
• 4.1 對(duì)GEP的改進(jìn)39-40
• 4.2 建模實(shí)例一:GDP增長(zhǎng)模型40-42
• 4.3 建模實(shí)例二:小麥流行等級(jí)模型42-44
• 4.4 建模結(jié)果分析44-45
• 4.5 結(jié)論45-46
• 5 結(jié)束語(yǔ)46-48
• 5.1 主要研究成果及創(chuàng)新46
• 5.2 GEP演化建模的主要特點(diǎn)46
• 5.3 GEP演化建模存在的問(wèn)題46-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 附錄Ⅰ 部分GEP演化建模程序代碼52-59
• 附錄Ⅱ 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59-60
• 致謝60

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉昆;基于GEP的金屬疲勞時(shí)間預(yù)測(cè)模型[D];武漢理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：GEP在演化建模中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：326698