基于差分进化-自适应Metropolis算法的桥梁工程研究

提出1种结合差分进化-自适应Metropolis算法(DREAM KZS)和克里金模型的多链贝叶斯模型更新框架。该框架融合敏感度分析以减少参数维度并便于参数选择。此外,利用克里金模型来节省计算成本。该框架还采用DREAM KZS算法与多采样策略,通过考虑模型参数、测量和模型输出之间的交叉协方差来增强后验分布的探索效率。通过增加样本多样性同时减少并行链的数量,实现快速准确的模型更新。结果表明通过对简支梁的数值研究,验证DREAM KZS算法的收敛速度和精度,提出的DREAM KZS贝叶斯模型更新框架在六跨铁路高架桥的模型更新应用中表现出优异的性能,由于需要重复的模型评估,高度耗时和高保真度的有限元模型阻碍有效的模型更新。

融合反向学习与Metropolis准则求解TSP的遗传算法

针对传统遗传算法(GA)在求解巡回旅行商(TSP)问题时,因种群多样性、后期局部搜索寻优能力不足所导致全局搜索范围受限、易陷入早熟现象与收敛速度较慢的问题,基于种群逆转遗传算法(EROGA)融合反向学习(OBL)思想,模拟退火算法(SA)的Metropolis准则与现实精英学习理念,提出一种改进的遗传算法OBLGSAA。首先在生成初始种群环节采用反向学习方式,以提升最优解的精度与收敛速度;然后采用Metropolis准则改进交叉、变异算子,以提升算法的局部搜索能力;最后引入现实精英学习理念,通过贪心轮转学习机制进一步提升GA的局部搜索能力。在多种巡回旅行商数据集的仿真实验结果表明,OBLGSAA能有效改善GA种群的多样性,使算法不易陷入早熟收敛,并在收敛性能与求解精度上相较于原始EROGA更优,验证了算法的有效性与优越性。

基于Metropolis准则的Q-学习算法研究

探索与扩张是Q-学习算法中动作选取的关键问题,一味地扩张将使智能体很快地陷入局部最优,虽然探索可以跳出局部最优并加速学习,而过多的探索将影响算法的性能.通过把Q-学习中寻求最优策略表示为组合优化问题中最优解的搜索,将模拟退火算法的Metropolis准则用于Q-学习中探索和扩张之间的折衷处理,提出基于Metropolis准则的Q-学习算法SA-Q-learning.通过实验比较,它具有更快的收敛速度,而且避免了过多探索引起的算法性能下降.

基于Metropolis抽样的非线性反演方法

基于Metropolis抽样的非线性反演应用贝叶斯理论框架,是一种基于蒙特卡洛的非线性反演方法,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率。首先通过快速傅里叶滑动平均模拟算法(FFTMA)和逐渐变形算法(GDM)得到基于地质统计学的先验信息;进而构建似然函数;最后利用Metropolis算法对后验概率密度进行抽样,得到反演问题的解。其中FFT-MA模拟作为一种高效的频率域模拟方法,融入GDM更新算法之后,可以在保持模拟空间结构不变的前提下,连续修改储层模型,保证反演结果有效地收敛,直至满足实际观测地震记录。模型试算和实际数据处理结果表明:基于Metropolis抽样的非线性反演可以提供合理的弹性参数信息,尤其是提高纵波速度的分辨率,即使信噪比较小时,仍然可以反演出合理的弹性参数信息,从而证明了该方法的有效性;当不考虑噪声时,纵、横波阻抗的反演分辨率较弹性参数本身的反演分辨率更高。

基于Metropolis准则的多步Q学习算法与性能仿真

强化学习是目前智能体和机器学习研究的热点。针对强化学习中标准Q学习算法更新速度慢的缺点,通过引入多步信息更新策略和模拟退火中的Metropolis准则,提出了一种新颖的多步Q学习算法,称为SAMQ算法。仿真实验表明,与现有的算法相比,该算法能够有效提高收敛速度,较好地解决智能体选择动作时面临的新知识探索还是当前策略遵循的关键问题。

带Metropolis准则的混合离散布谷鸟算法求解旅行商问题

布谷鸟算法(Cuckoo Search,CS)在求解连续问题方面得到较好的结果,但在处理离散问题方面解决方案较少且收敛速度过慢,针对此不足,以求解旅行商问题为代表,结合基于学习的混合邻域结构和概率接受准则,提出了一种新颖的改进的混合离散布谷鸟(Hybrid Discrete Cuckoo Search,HDCS)算法.HDCS算法通过向最佳个体学习和从问题学习来搜索解空间,将反序、插入、块移动、交换和双桥等多种算子组合构造不同的混合邻域,通过Levy飞行选择相应的邻域结构进行寻优,并引入模拟退火算法的Metropolis接受准则,能够以一定的概率接受劣质解,使算法不易陷入局部最优.为了验证算法的性能,将HDCS算法分别与其他基于CS算法、经典智能优化算法和新型群智能优化算法的3类方法进行比较,实验结果表明,HDCS算法不但优于其他基于CS的算法,同时也优于一些其他最新的群智能优化算法.

基于自适应Metropolis算法的α稳定分布参数估计

基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法的α稳定分布参数估计具有良好的性能,但不合适的提议函数常导致算法不收敛或混合性能不好。针对提议函数难以选择的问题,提出了一种基于自适应Metropolis算法的非对称α稳定分布参数估计新方法。该方法利用Markov链的历史信息自动调整提议函数的协方差矩阵,使其不断地逼近目标分布,从而获得更好的估计结果。理论分析和仿真结果表明,此方法不仅能准确地估计出α稳定分布的4个参数,而且具有良好的鲁棒性和灵活性。

基于Metropolis判别准则的遗传算法

针对遗传算法在应用过程中出现的过早收敛问题，引入Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ判别准则对复制算子加以改进，并从理论上对遗传算法的收敛性进行分析。仿真结果证明了该算法解决过早收敛问题的有效性。

基于Metropolis遗传算法的并联机器人结构优化设计

以六自由度Stewart并联机器人的灵巧度为目标函数,以设计空间、每条支腿的最大最小长度之比和虎克铰、球铰的极限摆角为约束条件建立了结构优化模型.将模拟退火算法中的M etropolis准则引入到实值编码遗传算法的选择操作中,产生了M etropolis遗传算法,采用该算法进行了并联机器人结构优化问题的求解.通过与采用标准遗传算法得出的结果比较,证实了M etropolis遗传算法在并联机器人结构优化设计中的有效性和优越性.

基于Metropolis-SA算法的脑部磁共振血管造影图像分割

目的利用三维Markov随机场(MRF)模型分割脑部磁共振血管造影(MRA)。方法 MRF的似然概率采用了瑞利分布和高斯混合分布函数,并利用最大期望(EM)算法精确估计出混合参数;先验概率采用Ising-MRF模型,并利用误差试探法估计出正则化参数。为避免利用迭代条件模式(ICM)进行图像分割时常陷入局部最优解,实验提出了基于Metropolis采样算法的模拟退火(SA)技术。结果实现了三维MRF的全局最优解,分割模型可分辨3个体素的细小血管。临床数据采用南方医院影像中心提供的患者TOF-MRA数据(1.5TGEMRIscanner),空间分辨率0.43mm×0.43mm×0.50mm;原始数据的像素空间大小为512×512×128;实际采用的空间大小和分辨率分别为256×256×64和0.80mm×0.80mm×1.20mm。实验对每一套临床数据采用SA、ICM、MSA算法分别进行分割比较,分割结果存在有限差异,采用15步迭代计算的时间消耗分别为1 029 s、463 s、560 s。结论实验通过三维仿真数据分割结果表明,Metropolis-SA迭代求解算法能够实现更低的全局误差,并且实际脑部MRA数据的分割与最大密度投影相比较,反映出较好效果。

基于马尔可夫随机场的改进Metropolis混凝土CT的图像分割方法

提出一种基于马尔可夫随机场改进的Metropolis模拟退火算法.该算法中阈值α的选取优化了Metropolis算法.根据Beyes理论将图像分割问题转化为最大后验概率求取问题,并给出了参量预测算法.在实验中,将本文提出的算法与ICM、传统的Metropolis和Gibbs采样模拟退火算法进行比较.结果表明改进的Metropolis算法在图像分割效率和分割准确度上都有明显的提高.通过混凝土CT图像分割实验,改进Metropolis的应用能够较完整地反映出混凝土材料的内部结构和缺陷.

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.

基于方差过滤的改进多通路Metropolis光线传输算法

为了解决多通路Metropolis光线传输算法启动偏差的问题,使其快速从任意分布到达稳定分布,提出一种方差过滤的改进算法.首先存储预采样阶段得到的高贡献样本;其次对样本进行方差判断;最后保留贡献高且方差小的一定数量的样本作为种子样本进入正式采样.采用不同算法在不同场景下进行实验,结果表明,在直接光照和混合光照的场景下,该算法可以更快的速度产生噪声更少的结果.

基于突变策略改进的Metropolis光线追踪算法

由于Metropolis光线追踪是在对最终图像贡献更大的有效路径邻近区域进行路径突变,所以很容易使路径采样陷入局部性。为使路径采样更好地遍历路径空间,对Metropolis光线追踪中路径突变策略进行改进,根据当前路径的贡献来决定是继续在当前路径邻近区域进行路径突变,还是随机产生新的路径作为初始路径样本。实验表明,相对于Metropolis光线追踪算法和PSSMLT(primary sample space Metropolis light transport)算法,改进算法在可接受时间范围内能更好地遍历路径空间,并且能生成噪声更小的图像。

基于Metropolis准则的BP神经网络学习算法研究

本文针对BP神经网络训练学习过程中 ,连接权在调整时容易陷入局部极小使得进一步调整失去作用的问题 ,提出了一种有助于提高BP神经网络逼近精度的方法———基于Metropolis准则的神经网络学习算法。该算法整体采用传统的BP算法 ,但在一定条件下依据概率进行连接权的调整 ,使权值以一定的概率跳跃 ,跳出局部极小区 ,最终达到全局极小。

一种基于Metropolis准则遗传算法的多边多议题协商

为了使得基于智能体电子商务中协商智能体最大限度地达到协商的满意解,甚至最优解,并且提高协商的效率,提出将基于Metropolis准则的遗传算法应用于基于智能体电子商务的多边多议题同时出价的协商当中.经过1000次的实验数据表明,简单遗传算法平均需要155次才能达到协商的最优解,而基于Metropolis准则的遗传算法平均需要76次就达到协商的最优解.这个结果表明,基于Metropolis准则的遗传算法可以使得多边多议题协商中的智能体高效达到协商的最优解.

联合Metropolis算法和MDL准则的密集多目标分辨算法

针对单脉冲雷达处理同一分辨单元内密集多目标回波时收敛较慢的问题,提出了一种将Metropolis算法和最小描述长度(MDL)准则相结合的密集多目标分辨算法.构建Metropolis算法中的更新函数和迭代规则,促使待估参数的不同马尔可夫链间的融合;根据融合判定规则选取抽样样本,估计出对应的目标参数;利用MDL准则实现密集目标的准确分辨.该算法不仅提升了收敛速度,而且具有较高的参数估计精度,提高了算法在多目标下的分辨性能.仿真结果验证了所提算法的有效性和可行性.

基于Metropolis准则遗传算法的企业动态联盟生成模型

为了提高动态联盟中企业选择联盟伙伴和优化过程中的效率,提出一种基于Metropolis准则遗传算法的企业动态联盟生成模型.将模拟退火算法中的Metropolis准则与遗传算法相结合,提高企业选择联盟伙伴和优化过程中的效率.1 000次仿真实验表明,标准遗传算法SGA平均需要166次才能找到最优解,而基于Metropolis准则遗传算法(MGA)平均仅需要149次就可以找到最优解.企业选择联盟伙伴和优化时,基于Metropolis准则遗传算法(MGA)可以使企业高效找到最优联盟伙伴.

兼顾采样与光照影响的改进多通路Metropolis光照传播算法

为了解决多通路Metropolis光照传播算法局部明暗混合位置采样数量和光照分布不对称的问题,提出一种兼顾采样数量和光照影响的改进算法.首先记录采样数量和光照强度;其次当采样数量达到阈值,根据采样数量和光照强度计算出当前像素八邻域位置的采样权重;最后,以采样权重来影响不同位置的采样比重.采用不同算法在不同光照和材质场景下进行实验,结果表明,该算法改进了明暗混合位置的对称性问题,提升了渲染逼真度.

进化规划中基于Metropolis判别准则的选择策略

为了克服进化规划在应用过程中出现收敛速度缓慢的问题，提出了一种将模拟退火中的Metropolis判别准则引入到进化规划中选择算子的新方法，通过实例验证了该算法对于解决收敛速度缓慢现象的有效性。