gep在演化建模中的应用

《gep在演化建模中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中师范大学硕士学位论文GEP在演化建模中的应用姓名：刘桂琴申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：张大斌20090501⑥硕士学位论文MASTER’STHESIS摘要建模在工程应用和科学研究中占据着重要的地位，人们往往将复杂的问题和现象抽象和简化为简单的模型而加以研究。然而，要想对复杂系统的观测数据(如气象数据、海洋数据、地震数据、经济数据等)建立能精确反映数据间内在规律的数学模型，用传统的人工建模方法是几乎不可能实现的。演化建模方法能够利用演化算法和一定的搜索策略，通过不断尝试和反复试验自动生成具有较高拟合精度的函数模型。它不需要像人工建模方法一样事先确定模型的结构，只需

2、要我们根据问题的特征确定构成模型的一些基本组成单元。目前，较常用来进行演化建模的算法有遗传程序设计(GP)和基因表达式程序设计(GEP)。遗传程序设计直接采用树形结构作为编码，在处理复杂系统建模问题时，由于树的深度无限增大，极容易发生代码膨胀，导致搜索效率急剧下降。而基因表达式程序设计采用线性的、定长的、“头部+尾部”的结构化编码方式，遗传操作简单，算法稳定性好，可以很好的应用于演化建模。本文讨论了基于基因表达式程序设计的演化建模问题。主要内容包括：●阐述了基因表达式程序设计的关键技术，分析了GEP的编码优势，并对常用的两种演化建模算法——GEP与GP作了性能上的对比分析。·分析了用

3、GEP进行演化建模的原理，给出了两个建模实例。通过对建模结果的分析，得出GEP能够演化生成具有较高拟合精度的函数模型。·针对单纯GEP算法生成的模型中函数前系数全为1的不足，对GEP算法作了改进——将GT算法与GEP算法相结合，以进一步优化模型中的参数。用改进后的算法给出了两个建模实例，通过对建模结果的对比分析发现，经过结构和参数双重优化后的模型，具有更好的拟合性，更能反映复杂系统数据间的内在规律和联系。关键词：基因表达式程序设计；遗传程序设计；演化建模AbstractPeoplealwaysabstractthecomplexproblemsandphenomenatoasimpl

4、emodelfortheirresearchingwiththemodeling’Simportantroleinthefieldsofengineeringapplicationandscienceresearch．Anditisimpossibletogetamathematicmodelwhichc雒showtheinherentlawsofthecomplexsystems’observeddatasuch硒meteorologicaldata，oceanographicdate，seismicdata,andeconomicdatawiththetraditionalart

5、ificialmodelingmethod．Throu曲thecontinuoustriesandrepeatedtests，EvolutionaryModelingcangencrateautomaticallythefunctionmodelhavinganicefittingprecisionwithmeevolutionaryalgorithmandacertainsearchingstrategy．Forweneedonlymakeadecisionforthebasicitemsaccordingtothecharacteristicsoftheproblemwithou

6、tthenecessaryofdeterminingthestructureofthemodelatfirstlikeapplyingtheartificialmodeling．NoWthepopularalgorithmsfortheevolutionarymodelingareGPandGEEGPdirectlyappliesthetreestructureasthecode，andwhendealingwiththeproblemofthecomplexsystemmodeling,itiseaSytoformthecodedilationleadingtoarapiddecr

7、easingofthesearchingefficiencyfortheindefiniteaccretingoftreedepth．AndGEPapplyingthelinearandheadpulsingtailstructurehavingacertainlengthcallbeappliedinevolutionarymodelingproperlywiththesimplepenetrateoperationandthegoodalgorithm