改進(jìn)型遺傳算法在種子園無性系設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 14:03
林木遺傳育種是促進(jìn)林業(yè)事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提,其中,以生產(chǎn)優(yōu)良樹種為目標(biāo)的種子園的營(yíng)建是林木遺傳育種的核心。現(xiàn)今,對(duì)種子園的營(yíng)建主要是高世代種子園,但由于高世代種子園中的親本種類數(shù)量較初代種子園驟降,導(dǎo)致親本間的近交幾率極大增加,無法有效的提高目標(biāo)性狀的遺傳增益。本文基于親本間遺傳距離,對(duì)種子園無性系配置設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,以減少親本間近交可能性,維持種子園子代的遺傳多樣性。遺傳算法在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有廣泛的應(yīng)用研究,并且針對(duì)不同的領(lǐng)域問題存在多種改進(jìn)方法;谶z傳距離對(duì)種子園無性系設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)NP難問題,本文將采用遺傳算法優(yōu)化種子園無性系設(shè)計(jì)方案,并結(jié)合領(lǐng)域問題,對(duì)遺傳算法加以改進(jìn)。首先,本文提出了一種多種群改進(jìn)型自適應(yīng)遺傳算法(Improved Adaptive Parallel Genetic Algorithm,IAPGA),其基本思想是:在種群初始化時(shí)采用貪心算法,進(jìn)行遺傳操作時(shí),引入可隨種群適應(yīng)度變化的交叉、變異概率,同時(shí)把原始種群劃分為多個(gè)子群體獨(dú)立進(jìn)化。將IAPGA應(yīng)用于基于遺傳距離的種子園無性系配置設(shè)計(jì)中,并同傳統(tǒng)方法得到的配置方案進(jìn)行對(duì)比。進(jìn)一步,就IAPGA中各子種群之...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:51 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-3各算法執(zhí)行時(shí)間對(duì)比??Fig.?3-3?Comparison?of?the?timing?of?different?algorithms??比較各算法在不同種群規(guī)模情況下,迭代10000次所需要的時(shí)間(以秒為單位)
圖3-5不同排列規(guī)模下各位置親本受影響程度??Fig.?3-5?The?extent?of?influence?on?the?parents?of?each?place?with?different?row?and?column's?scale??大子代的遺傳基礎(chǔ)。其中,圖3-4.a為親本隨機(jī)排列的種子園設(shè)計(jì)方案,圖3-4.b為親??本按原順序排列的種子園設(shè)計(jì)方案,圖3-4.C為使用傳統(tǒng)方法,即貪心算法得到的種??子園無性系配置設(shè)計(jì)方案,圖3-4.d為使用IAPGA優(yōu)化的種子園無性系配置設(shè)計(jì)方??案?捎^察到,使用本文方法設(shè)計(jì)的種子園,各位置的親本受近交的影響可達(dá)到相對(duì)??最小,更有利于保持遺傳多樣性;在隨機(jī)排列法、順序排列法所得設(shè)計(jì)方案中,單個(gè)??位置親本的最大相似度之和達(dá)到4.5,僅有位于4角的親本所受影響最小,這是由于??缺乏對(duì)內(nèi)部親本近交影響因素的考慮,而處于邊緣地區(qū)的親本的鄰居數(shù)量原本就少,??24??
圖4-1?IAPGA和Ne?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)遺傳模擬退火算法在TSP優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 何慶,吳意樂,徐同偉. 控制與決策. 2018(02)
[2]改進(jìn)的遺傳粒子群混合優(yōu)化算法[J]. 陳璐璐,邱建林,陳燕云,陸鵬程,秦孟梅,趙偉康. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(02)
[3]交互式蟻群遺傳算法[J]. 黃永青,楊善林,梁昌勇. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2016(11)
[4]有限種群油松種子園的遺傳多樣性與交配系統(tǒng)[J]. 程祥,張梅,毛建豐,鈕世輝,馬俊,李偉,李悅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]山西油松第二代種子園親本選擇與配置設(shè)計(jì)[J]. 袁虎威,梁勝發(fā),符學(xué)軍,鈕世輝,李偉,李悅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]基于改進(jìn)遺傳算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(01)
[7]基于多混沌算子遺傳算法的混合動(dòng)力汽車控制策略優(yōu)化[J]. 梁俊毅,張建龍,馬雪瑞,殷承良. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]云環(huán)境下基于免疫遺傳算法的任務(wù)調(diào)度問題研究[J]. 王靈霞,趙宏. 自動(dòng)化與儀器儀表. 2015(03)
[9]一種面向?qū)ο蟮亩嘟巧伻核惴捌銽SP問題求解[J]. 杜鵬楨,唐振民,孫研. 控制與決策. 2014(10)
[10]林業(yè)育種中新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 胡映泉. 河北林業(yè)科技. 2014(03)
博士論文
[1]國(guó)家林木種苗發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 劉紅.南京林業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]油松高級(jí)種子園建設(shè)技術(shù)[D]. 王黎明.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[2]遺傳算法的一些改進(jìn)及其應(yīng)用[D]. 崔珊珊.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]基于改進(jìn)遺傳算法的車間調(diào)度問題的研究[D]. 彭雄鳳.昆明理工大學(xué) 2009
[4]改進(jìn)的遺傳算法及其在多目標(biāo)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 陳開峰.安徽大學(xué) 2006
本文編號(hào):3405839
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:51 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-3各算法執(zhí)行時(shí)間對(duì)比??Fig.?3-3?Comparison?of?the?timing?of?different?algorithms??比較各算法在不同種群規(guī)模情況下,迭代10000次所需要的時(shí)間(以秒為單位)
圖3-5不同排列規(guī)模下各位置親本受影響程度??Fig.?3-5?The?extent?of?influence?on?the?parents?of?each?place?with?different?row?and?column's?scale??大子代的遺傳基礎(chǔ)。其中,圖3-4.a為親本隨機(jī)排列的種子園設(shè)計(jì)方案,圖3-4.b為親??本按原順序排列的種子園設(shè)計(jì)方案,圖3-4.C為使用傳統(tǒng)方法,即貪心算法得到的種??子園無性系配置設(shè)計(jì)方案,圖3-4.d為使用IAPGA優(yōu)化的種子園無性系配置設(shè)計(jì)方??案?捎^察到,使用本文方法設(shè)計(jì)的種子園,各位置的親本受近交的影響可達(dá)到相對(duì)??最小,更有利于保持遺傳多樣性;在隨機(jī)排列法、順序排列法所得設(shè)計(jì)方案中,單個(gè)??位置親本的最大相似度之和達(dá)到4.5,僅有位于4角的親本所受影響最小,這是由于??缺乏對(duì)內(nèi)部親本近交影響因素的考慮,而處于邊緣地區(qū)的親本的鄰居數(shù)量原本就少,??24??
圖4-1?IAPGA和Ne?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)遺傳模擬退火算法在TSP優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 何慶,吳意樂,徐同偉. 控制與決策. 2018(02)
[2]改進(jìn)的遺傳粒子群混合優(yōu)化算法[J]. 陳璐璐,邱建林,陳燕云,陸鵬程,秦孟梅,趙偉康. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(02)
[3]交互式蟻群遺傳算法[J]. 黃永青,楊善林,梁昌勇. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2016(11)
[4]有限種群油松種子園的遺傳多樣性與交配系統(tǒng)[J]. 程祥,張梅,毛建豐,鈕世輝,馬俊,李偉,李悅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]山西油松第二代種子園親本選擇與配置設(shè)計(jì)[J]. 袁虎威,梁勝發(fā),符學(xué)軍,鈕世輝,李偉,李悅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]基于改進(jìn)遺傳算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(01)
[7]基于多混沌算子遺傳算法的混合動(dòng)力汽車控制策略優(yōu)化[J]. 梁俊毅,張建龍,馬雪瑞,殷承良. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]云環(huán)境下基于免疫遺傳算法的任務(wù)調(diào)度問題研究[J]. 王靈霞,趙宏. 自動(dòng)化與儀器儀表. 2015(03)
[9]一種面向?qū)ο蟮亩嘟巧伻核惴捌銽SP問題求解[J]. 杜鵬楨,唐振民,孫研. 控制與決策. 2014(10)
[10]林業(yè)育種中新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 胡映泉. 河北林業(yè)科技. 2014(03)
博士論文
[1]國(guó)家林木種苗發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 劉紅.南京林業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]油松高級(jí)種子園建設(shè)技術(shù)[D]. 王黎明.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[2]遺傳算法的一些改進(jìn)及其應(yīng)用[D]. 崔珊珊.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]基于改進(jìn)遺傳算法的車間調(diào)度問題的研究[D]. 彭雄鳳.昆明理工大學(xué) 2009
[4]改進(jìn)的遺傳算法及其在多目標(biāo)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 陳開峰.安徽大學(xué) 2006
本文編號(hào):3405839
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