hlayumi的个人空间 https://blog.eetop.cn/hslogic [收藏] [复制] [分享] [RSS]

空间首页 动态 记录 日志 相册 主题 分享 留言板 个人资料

日志

hslogic算法仿真-人工蜂群算法的改进及其在水库优化调度中的应用 ...

已有 682 次阅读| 2019-7-13 03:48 |系统分类:其他| hslogic算法仿真

水电作为清洁能源的一种,具有污染小、发电成本低、调峰调频能力强等优点,是我国能源中重要的一部分。作为水电的载体,水电站被广泛开发并投入使用。在满足水电站安全运行的情况下,如何对其合理调度,以达到综合效益最佳,是目前水电行业的主要问题之一。本文以三峡-葛洲坝梯级水电站为研究对象,以(改进)人工蜂群算法为优化工具,并根据历年水文资料,开展了三峡-葛洲坝梯级水电站非汛期的长期优化调度研究。本文主要工作如下:(1)建立了三峡-葛洲坝梯级水电站的人工蜂群算法模型:依据人工蜂群算法的基本原理,在满足其运行条件及水力约束的情况下,以各旬初始水位为决策变量,建立以非汛期年发电量最大的目标函数优化调度模型。(2)提出了一种新的改进人工蜂群算法(pro_stra_ABC)。新算法依据当前最优蜜源、最差蜜源、当前蜜源建立了正弦选择概率模型,并结合全局最优引导策略。概率模型以最优、最差蜜源适应值之差为尺度,衡量当前蜜源适应值所占比重,随后将比重值带入sin函数,即可得当前蜜源的选择概率值。(3)提出了维度差异性策略(SDD):将传统的随机选择维度方式改进为依赖维度差异性的选择方式,以提高搜索效率和精度
#include<iostream>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#include<cmath>
#include<fstream>
#include<iomanip>
using namespace std;
 
const int NP=40;//种群的规模,采蜜蜂+观察蜂
const int FoodNumber=NP/2;//食物的数量,为采蜜蜂的数量
const int limit=20;//限度,超过这个限度没有更新采蜜蜂变成侦查蜂
const int maxCycle=10000;//停止条件
 
/*****函数的特定参数*****/
const int D=2;//函数的参数个数
const double lb=-100;//函数的下界 
const double ub=100;//函数的上界
 
double result[maxCycle]={0};
 
/*****种群的定义****/
struct BeeGroup
{
double code[D];//函数的维数
double trueFit;//记录真实的最小值
double fitness;
double rfitness;//相对适应值比例
int trail;//表示实验的次数,用于与limit作比较
}Bee[FoodNumber];
 
BeeGroup NectarSource[FoodNumber];//蜜源,注意:一切的修改都是针对蜜源而言的
BeeGroup EmployedBee[FoodNumber];//采蜜蜂
BeeGroup OnLooker[FoodNumber];//观察蜂
BeeGroup BestSource;//记录最好蜜源
 
/*****函数的声明*****/
double random(double, double);//产生区间上的随机数
void initilize();//初始化参数
double calculationTruefit(BeeGroup);//计算真实的函数值
double calculationFitness(double);//计算适应值
void CalculateProbabilities();//计算轮盘赌的概率
void evalueSource();//评价蜜源
void sendEmployedBees();
void sendOnlookerBees();
void sendScoutBees();
void MemorizeBestSource();
 
 
/*******主函数*******/
int main()
{
ofstream output;
output.open("dataABC.txt");
 
srand((unsigned)time(NULL));
initilize();//初始化
MemorizeBestSource();//保存最好的蜜源
//主要的循环
int gen=0;
while(gen<maxCycle)
{
sendEmployedBees();
CalculateProbabilities();
sendOnlookerBees();
MemorizeBestSource();
sendScoutBees();
MemorizeBestSource();
 
output<<setprecision(30)<<BestSource.trueFit<<endl;
gen++;
}
output.close();
cout<<"运行结束!!"<<endl;
return 0;
}
 
/*****函数的实现****/
double random(double start, double end)//随机产生区间内的随机数
{
return start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX + 1.0);
}
 
void initilize()//初始化参数
{
int i,j;
for (i=0;i<FoodNumber;i++)
{
for (j=0;j<D;j++)
{
NectarSource[i].code[j]=random(lb,ub);
EmployedBee[i].code[j]=NectarSource[i].code[j];
OnLooker[i].code[j]=NectarSource[i].code[j];
BestSource.code[j]=NectarSource[0].code[j];
}
/****蜜源的初始化*****/
NectarSource[i].trueFit=calculationTruefit(NectarSource[i]);
NectarSource[i].fitness=calculationFitness(NectarSource[i].trueFit);
NectarSource[i].rfitness=0;
NectarSource[i].trail=0;
/****采蜜蜂的初始化*****/
EmployedBee[i].trueFit=NectarSource[i].trueFit;
EmployedBee[i].fitness=NectarSource[i].fitness;
EmployedBee[i].rfitness=NectarSource[i].rfitness;
EmployedBee[i].trail=NectarSource[i].trail;
/****观察蜂的初始化****/
OnLooker[i].trueFit=NectarSource[i].trueFit;
OnLooker[i].fitness=NectarSource[i].fitness;
OnLooker[i].rfitness=NectarSource[i].rfitness;
OnLooker[i].trail=NectarSource[i].trail;
}
/*****最优蜜源的初始化*****/
BestSource.trueFit=NectarSource[0].trueFit;
BestSource.fitness=NectarSource[0].fitness;
BestSource.rfitness=NectarSource[0].rfitness;
BestSource.trail=NectarSource[0].trail;
}
 
double calculationTruefit(BeeGroup bee)//计算真实的函数值
{
double truefit=0;
/******测试函数1******/
truefit=0.5+(sin(sqrt(bee.code[0]*bee.code[0]+bee.code[1]*bee.code[1]))*sin(sqrt(bee.code[0]*bee.code[0]+bee.code[1]*bee.code[1]))-0.5)
/((1+0.001*(bee.code[0]*bee.code[0]+bee.code[1]*bee.code[1]))*(1+0.001*(bee.code[0]*bee.code[0]+bee.code[1]*bee.code[1])));
 
return truefit;
}
 
double calculationFitness(double truefit)//计算适应值
{
double fitnessResult=0;
if (truefit>=0)
{
fitnessResult=1/(truefit+1);
}else
{
fitnessResult=1+abs(truefit);
}
return fitnessResult;
}
 
void sendEmployedBees()//修改采蜜蜂的函数
{
int i,j,k;
int param2change;//需要改变的维数
double Rij;//[-1,1]之间的随机数
for (i=0;i<FoodNumber;i++)
{
param2change=(int)random(0,D);//随机选取需要改变的维数
 
/******选取不等于i的k********/
while (1)
{
k=(int)random(0,FoodNumber);
if (k!=i)
{
break;
}
}
 
for (j=0;j<D;j++)
{
EmployedBee[i].code[j]=NectarSource[i].code[j];
}
 
/*******采蜜蜂去更新信息*******/
Rij=random(-1,1);
EmployedBee[i].code[param2change]=NectarSource[i].code[param2change]+Rij*(NectarSource[i].code[param2change]-NectarSource[k].code[param2change]);
/*******判断是否越界********/
if (EmployedBee[i].code[param2change]>ub)
{
EmployedBee[i].code[param2change]=ub;
}
if (EmployedBee[i].code[param2change]<lb)
{
EmployedBee[i].code[param2change]=lb;
}
EmployedBee[i].trueFit=calculationTruefit(EmployedBee[i]);
EmployedBee[i].fitness=calculationFitness(EmployedBee[i].trueFit);
 
/******贪婪选择策略*******/
  if (EmployedBee[i].trueFit<NectarSource[i].trueFit)
  {
  for (j=0;j<D;j++)
  {
  NectarSource[i].code[j]=EmployedBee[i].code[j];
  }
NectarSource[i].trail=0;
NectarSource[i].trueFit=EmployedBee[i].trueFit;
NectarSource[i].fitness=EmployedBee[i].fitness;
  }else
{
NectarSource[i].trail++;
}
}
}
 
void CalculateProbabilities()//计算轮盘赌的选择概率
{
int i;
double maxfit;
maxfit=NectarSource[0].fitness;
for (i=1;i<FoodNumber;i++)
{
if (NectarSource[i].fitness>maxfit)
maxfit=NectarSource[i].fitness;
}
for (i=0;i<FoodNumber;i++)
{
NectarSource[i].rfitness=(0.9*(NectarSource[i].fitness/maxfit))+0.1;
    }
}
 
void sendOnlookerBees()//采蜜蜂与观察蜂交流信息,观察蜂更改信息
{
int i,j,t,k;
double R_choosed;//被选中的概率
int param2change;//需要被改变的维数
double Rij;//[-1,1]之间的随机数
i=0;
t=0;
while(t<FoodNumber)
{
        R_choosed=random(0,1);
        if(R_choosed<NectarSource[i].rfitness)//根据被选择的概率选择
        {        
t++;
param2change=(int)random(0,D);
/******选取不等于i的k********/
while (1)
{
k=(int)random(0,FoodNumber);
if (k!=i)
{
break;
}
}
 
for(j=0;j<D;j++)
{
OnLooker[i].code[j]=NectarSource[i].code[j];
}
/****更新******/
Rij=random(-1,1);
OnLooker[i].code[param2change]=NectarSource[i].code[param2change]+Rij*(NectarSource[i].code[param2change]-NectarSource[k].code[param2change]);
/*******判断是否越界*******/
if (OnLooker[i].code[param2change]<lb)
{
OnLooker[i].code[param2change]=lb;
}
if (OnLooker[i].code[param2change]>ub)
{
OnLooker[i].code[param2change]=ub;
}
OnLooker[i].trueFit=calculationTruefit(OnLooker[i]);
OnLooker[i].fitness=calculationFitness(OnLooker[i].trueFit);
/****贪婪选择策略******/
if (OnLooker[i].trueFit<NectarSource[i].trueFit)
{
for (j=0;j<D;j++)
{
NectarSource[i].code[j]=OnLooker[i].code[j];
}
NectarSource[i].trail=0;
NectarSource[i].trueFit=OnLooker[i].trueFit;
NectarSource[i].fitness=OnLooker[i].fitness;
}else
{
NectarSource[i].trail++;
}
        } 
        i++;
        if (i==FoodNumber)
{
i=0;
}
}
}
 
 
/*******只有一只侦查蜂**********/
void sendScoutBees()//判断是否有侦查蜂的出现,有则重新生成蜜源
{
int maxtrialindex,i,j;
double R;//[0,1]之间的随机数
maxtrialindex=0;
for (i=1;i<FoodNumber;i++)
{
if (NectarSource[i].trail>NectarSource[maxtrialindex].trail)
{
maxtrialindex=i;
}
}
if(NectarSource[maxtrialindex].trail>=limit)
{
/*******重新初始化*********/
for (j=0;j<D;j++)
{
R=random(0,1);
NectarSource[maxtrialindex].code[j]=lb+R*(ub-lb);
}
NectarSource[maxtrialindex].trail=0;
NectarSource[maxtrialindex].trueFit=calculationTruefit(NectarSource[maxtrialindex]);
NectarSource[maxtrialindex].fitness=calculationFitness(NectarSource[maxtrialindex].trueFit);
}
}
 
void MemorizeBestSource()//保存最优的蜜源
{
int i,j;
for (i=1;i<FoodNumber;i++)
{
if (NectarSource[i].trueFit<BestSource.trueFit)
{
for (j=0;j<D;j++)
{
BestSource.code[j]=NectarSource[i].code[j];
}
BestSource.trueFit=NectarSource[i].trueFit;
}
}
}


点赞

评论 (0 个评论)

facelist

您需要登录后才可以评论 登录 | 注册

  • 关注TA
  • 加好友
  • 联系TA
  • 0

    周排名
  • 0

    月排名
  • 0

    总排名
  • 0

    关注
  • 5

    粉丝
  • 0

    好友
  • 1

    获赞
  • 16

    评论
  • 5260

    访问数
关闭

站长推荐 上一条 /1 下一条

小黑屋| 关于我们| 联系我们| 在线咨询| 隐私声明| EETOP 创芯网
( 京ICP备:10050787号 京公网安备:11010502037710 )

GMT+8, 2024-3-29 17:13 , Processed in 0.013392 second(s), 7 queries , Gzip On, Redis On.

eetop公众号 创芯大讲堂 创芯人才网
返回顶部