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第 24 卷2007 年 9 月 28 Et 第 9 期 计算机 与应 用化 学 C omp uter s and A pp li ed C hem is tr y V o1 ． 2 4 ，N o． 9 Sep temb er ，200 7 基于文化算法 的生产 过程建 模法 刘漫丹 ，齐仲纪 ( 华东理工大学信息 学院 ， 上 海 ， 200237) 摘要 ： 文化算法是 一种模拟文化进化 过程的优 化算 法 ， 它 由基 于个体 和群体 特性 的信念 空间 和基 于个体 行为 的种群空 间组 成 ， 为进化搜索机制 和知识存储 的结 合提供一个构架 。建立基于生产 过程 输入输 出数据 的统计模 型 时 ， 参数估 计是 其 中的关 键 ， 文化算法为此提 供了有效途径 。本 文研 究用文化算 法 实现 多变量 优化 的具体 步骤 、 算 法和关 键环 节 的实施 ， 建立 裂解炉 裂解 深度的神经 网络模 型 ， 并用文化 算法优化 网络参 数 ， 实验 表 明 ， 文 化算 法 比标 准遗 传算 法搜索 性能更 优 ， 搜索 时间更 快 ， 同时得到了满意 的裂解深 度模 型 。 关键词 ： 文化算法 ； 建模 ；进化计算 ； 神经 网络 中图分类号 ： TP 18 文 献 标 识 码 ：A 文章 编号 ： 1001-4160 ( 2007 ) 09-1205- 1208 P r ocess m odelin g based on cu ltu r al alg or ithm Liu Mandan and Q i Z hongji ( C ollege of Information S c ience and T echnology ，East C hina University of S c ienc e and T ec hnology ，S hanghai ，200237 ， C hina ) A bstr act ：Cul tu ral A l gori th m i s a ki nd of optim izi ng al gori th ms acc ord in g tO si mu latin g the cu ltural evolu ti on mod el ，it i s comp osed of b el ief s pac e ba sed on traits of i ndi vid uals o r c olo nies ，and p opu lation sp ac e b ased on b ehavio urs of i ndi vid uals ．It provi des a framew ork for th e c omb o of evolution searc hi ng and k nowl edge i nstruc tin g．C ul tural A lgori th m provid es an effec tu al app roac h f o r parameter es ti ma- tion ，wh ic h is th e pi votal step of proc es s st a ti stic al m od el b ased o n in put data a nd outpu t d at a ．T h e d etai l of s tep s ，al gor ith m ，an d th e ac tuali zati on of k ey p ar t s i s expatiated for mu lti — var i ab le optim iz ation p r o bl ems u si ng c u ltural al gori th m．A N eural N etw ork model for s e- ver i ty of c rac ki ng fu rn ac e i s establ is hed ，and the parameters of n etwork are optimi zed b y c ultural al gor ith m．T h e s imu lation resu lts ind i- c ate that c ultural algor i th m hav e b etter searc h p erforman c e and sho r t er searc h ti me tha n normal gen etic al gori th m ，and the satisfyin g mod el of c rac k in g severity i s ob tain ed ． K ey w or d s ：c ul tu ral al gor ith m ，mod eli ng ，ev ol ution ary c ompu tation ，arti f i c ial neural n etwork Liu MD and Qi zj ．Process modeling based on cultural algorithm．Computers and Applied Chemistry ， 2007 ， 24 ( 9 ) ： 1205— 1208． 1 引 言 遗传算法 、 进化策 略和进 化规 划是 上 世纪 60 年 代 ～70 年代 ， 不同领域 的研究 人员 分别 提 出的 ， 他们 不 约 而 同地借 鉴 了生物进化 机制 ， 用 简单 的编码 技术 和遗 传操 作 、 优胜 劣 汰 的自然选择策 略来 实现优 化 问题 的 求解 。20 世纪 90 年 代 ， 人们将 这类算法统称 为“ 进 化算 法 ” 。 目前 ， 已成 功应 用 在诸如 自动控 制 、 机 器学 习 、 模 型 预测 、 工程 优 化 等诸 多 领 域 。在进化计算 向更高层次 发展 的过程 中， “ 文化进 化计 算 ( Cultural Evolutionar y Computation) ” 的 概念 被 提 出 ， 并 逐 渐 成为进化计算领域 的前沿和热点 。 文化进化 计算是 计 算 科学 与 社 会生 物 学 交叉 的产 物。 些社会学家 在达尔文的生物进化 学说 的基础上 ， 进一 步深 一收稿 日期 ： 基金 资助 ： 作者简介 ： 女 ，硕士． 入 和推进 ， 用进化 论的 观点来 探讨诸 如社 会 的起 源 、 文化 的 发 展等问题 ， 形成 了时限更长 、 涵盖更广 、 内容更复杂 的广义 进化论 。在社会 和人 文科 学领域里 ， 热烈讨论和积极研 究 的 学说 ， 不仅促进 了人类 文化进化 理论 的发 展 ， 对进化 计算 的 研究者们 ， 也提供 了灵感与思路 。 Robert G．Reynolds 从模 拟 文化 进化 过 程 的思 想 出发 ， 于 1994 年 提出了文化算 法 ( cultural algor i thm， CA ) ? 。文化 算法是一 种基于种群 的多进化过程的计算模型 ， 为进化搜 索 机制 和知识存储 的结 合提 供 了构 架 。任 何一 种符合 文化 算 法要求 的进化算法 ， 都可 以嵌入 文化算 法框 架 中 ， 作为 种群 空 间的一个进化过程 。 目前文化算法 已应用 于资源调度 、 函 数 优化 、 图像 处理 、 数 据挖掘 、 故 障诊 断等领域 。 2007~ 3-22 ；修回 日期 ： 2007~ 5-25 ’ 国家高技 术研 究发展计划 ( 2007A A04Z171，2007AA04Z164) 刘漫丹 ( 1973一) ，女 ，博士 ，副研究员 ，研究领域 为生产过程 建模与控 制 、智 能控制理 论及应 用的研 究 ；齐仲 纪 ( 1983一 ) 研究领域 为智 能优化 计算． 维普资讯 http://www.cqvip.com