蜜蜂交配算法的改进以及在排考问题中的应用

摘要

蜜蜂交配算法（Honey-bee Mating Optimization,HBMO）属于仿生类算法，是进化算法的一种，其灵感来源于自然界中真实的蜜蜂交配过程：蜂王与雄蜂进行交配产生受精卵，工蜂培育受精卵形成新的后代，并从中选出新的蜂王。蜜蜂交配算法具有较强的鲁棒性和较为简单的操作原理，越来越受到学术界的关注和重视，并已经应用于多个领域。
　　排考问题是一种NP问题，可以定义为将考试安排在给定的一些教室和时间段内，并满足所有硬约束且尽量满足软约束的寻优过程，软约束的满足情况是衡量排考解决方案的重要标准。排考问题涉及多种因素，是一种典型的多目标组合优化问题，在考虑学生承受能力和安排时间合理性的同时，还需要充分合理利用教学资源。
　　本文对蜜蜂交配算法和排考问题进行了深入的研究，主要研究内容如下：
　　1.阐述了排考问题的研究意义和现状以及蜜蜂交配算法的研究现状。
　　2.详细介绍了基本蜜蜂交配算法的实现过程、步骤和不足以及蜜蜂交配算法与其它进化算法的对比。
　　3.对基本蜜蜂交配算法的缺点进行了改进，改进主要包括以下四个方面：淘汰无用参数；采用较晚接受爬山算法；引入雄蜂变异机制；采用均匀的两点交叉法进行交叉。
　　4.将改进后的蜜蜂交配算法应用到了排考问题中，并经过实验证实了改进后算法的有效性。
　　5.实现了排考系统，提高了日常教学工作的效率。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 排考问题国内外研究现状

1.4 蜜蜂交配算法研究现状

1.5 论文的组织结构和研究内容

第二章 基本蜜蜂交配算法的研究

2.1 自然界中的蜂群

2.2 蜜蜂交配算法的描述与实现步骤

2.3 蜜蜂交配算法与三种算法的比较

2.4 基本蜜蜂交配算法的缺点

第三章 蜜蜂交配算法的改进

3.1 算法参数的改进

3.2 雄蜂变异

3.3 交叉过程的改进

3.4 采用改进的较晚接受爬山算法（LAHC+）

3.5 改进算法的实现步骤

第四章 改进的蜜蜂交配算法在排考问题中的研究

4.1 引言

4.2 排考问题中的要素

4.3 排考问题模型

4.4 排考问题中的算法应用

4.5 实验对比

第五章 排考系统的设计与实现

5.1 排考系统的设计

5.2 排考系统的实现

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 论文展望

参考文献

致谢