近日,智能系统优化与安全湖南省工程中心、我校计算机学院·网络空间安全学院邹娟教授团队联合在计算智能领域国际顶级期刊《IEEE Transaction on Evolutionary Computation (IEEE TEVC)》(IF:16.497)上发表论文《使用新合作机制求解多约束多目标优化问题的多种群进化算法》(A Multi-Population Evolutionary Algorithm Using New Cooperative Mechanism for Solving Multi-Objective Problems with Multi-Constraint)。邹娟教授及其硕士生孙瑞青为该文的共同第一作者,孙瑞青为通讯作者,我校为第一完成单位。

拓展后各约束之间的关系
该研究面向多约束多目标优化问题(CMOP),提出一种基于新合作机制的多种群进化算法。分析了单约束的Pareto前沿(PF)和多约束的PF之间的联系,确定不同约束条件的优先级别,讨论了多目标优化问题在不同约束下优化进程对最优约束PF搜索的影响。基于此,从多种群的协作强度、协作内容和协作时机三方面构建协作机制提高多种群进化算法的求解效率。算法采用了C+1(C是约束的数量)个辅助种群和一个主种群,辅助种群通过优化亚约束优化问题以帮助主种群搜索原始CMOP的PF。考虑多种群优化导致算法所消耗的时间大,提出了休眠检测机制加速种群优化过程,以及合并检测机制合并信息冗余的辅助种群减少种群数量。通过实验验证,该算法在具有多重约束的CMOP具有优越性能。

所算法的求解案例
该研究工作为团队在约束领域上一篇TEVC的后续研究,创新性地对多约束进行自适应地层级渐进式放缩,这为复杂的含多约束的多目标优化问题的解决提供的新的思路。
智能系统优化与安全湖南省工程研究中心是我校联合湖南华菱线缆股份有限公司、奇安信科技集团股份有限公司、湘潭交通发展集团有限公司于2021年组建。研究中心成立以来,以面向工业制造的智能系统开发为新一代信息处理核心技术,建立领域知识库与学习机制,模拟专家解决问题的思维过程进行自动推理判断,安全、高效地处理复杂工业问题。
邹娟教授长期致力于多目标优化算法、群体智能、人工神经网络及应用的研究,在国际及国内学术期刊发表论文60余篇,谷歌学术总被引次数千余次,以第一发明人授权发明专利20余项,其中美国等国际专利4项。近5年主持国家自然科学基金等国家级项目3项,相关研究成果应用于汽车、飞机多学科优化设计等重要科学与工程领域。