遗传程序设计理论与技术探讨及其在交通控制中的应用

摘要

该文在前人研究工作的基础上,对遗传程序设计的基础理论和相关技术做了较为深入的探讨与研究,将影响遗传程序设计演化过程的因素分为两类加以分析:一类为群体规模、适应度函数、反膨胀方法等宏观因素,另一类包括个体程序的生成与表示、遗传算子等微观因素;另外,论文对程序个体的生成与表示,演化并行性等方面提出相应改进,并用经典的符号回归问题加以检验;文章还对近年来遗传程序设计的模式定理做了总结和剖析,并利用其解释演化过程中的相关现象.作为对遗传程序设计理论与技术探索成果的应用,论文在对联邦高速公路管理局(FHWA)模拟软件TSIS 5.0详细分析的基础上,将遗传算法(GA)和改进后的遗传程序设计分别嵌入该系统,实现模拟交通控制系统的优化,收效尚佳.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1引言

1.2遗传程序设计算法描述及其特点

1.2.1遗传程序设计的算法描述

1.2.2遗传程序设计的特点

1.3遗传程序设计研究现状

1.4本文主要工作

第二章遗传程序设计中宏观因素的分析

2.1引言

2.2遗传程序设计理论的基本要素

2.3适应度函数与群体变量分析

2.3.1适应度函数定义及类型

2.3.2演化过程中的群体相关变量

2.4遗传程序设计中的遗传策略

2.5遗传程序设计的搜索空间

2.5.1标准遗传程序设计的搜索空间大小

2.5.2搜索空间影响因素—基因内区

2.6代码膨胀及反膨胀策略

2.6.1改善遗传算子

2.6.2抑制膨胀的相关措施

2.7本章小结

第三章遗传程序设计中的微观因素及相关改进

3.1引言

3.2交叉算子与变异算子的对比分析

3.3标准遗传程序设计中的个体程序树的生成

3.3.1传统的个体树生成法讨论

3.3.2程序树生成算法的改进之一——TC1算法

3.3.3程序树生成算法的改进之二——TC2算法

3.4一种基于共生机制的遗传程序设计

3.4.1线性染色体表示法(LR)

3.4.2树状表示法(TR)

3.4.3两种表示法间的转换

3.4.4试验及结果分析

3.5本章小结

第四章遗传程序设计的并行性探讨

4.1理论背景

4.2并行遗传程序设计的实现方法

4.2.1标准型并行方法

4.2.2分解型并行方法

4.2.3并行遗传程序设计的某些具体实现问题

4.3基于共生机制的遗传程序设计的并行实现

4.3.1算法描述

4.3.2试验及其结果分析

4.4本章小结

第五章模式定理

5.1引言

5.2遗传算法中的模式概念及相关定理

5.2.1 Holland的模式定理

5.2.2精确遗传算法模式定理

5.3遗传程序设计中模式的概念及其相关定理

5.3.1采用标准算子的遗传程序设计模式定理

5.3.2遗传程序设计的超模式理论

5.4利用模式定理解释遗传程序设计中的某些现象

5.4.1遗传程序的基因块假设

5.4.2遗传程序设计中的有关特性分析

5.5本章小结

第六章交通控制系统的优化问题

6.1引言

6.2 TSIS软件系统分析及算法嵌入

6.3利用遗传算法实现交通信号灯的控制

6.4遗传程序设计与遗传算法混合的GA-P算法

6.5利用遗传程序设计实现交通信号的控制

6.6本章小结

第七章工作总结及研究展望

7.1工作总结

7.2前景展望

致谢

参考资料

研究生期间所撰写论文