[发明专利]基于领导者海豚群求解不确定条件车辆路径优化算法

权利要求书

1.一种基于领导者海豚群求解不确定条件车辆路径优化算法，其特征在于，以下步骤：

Step1:初始化种群

让海豚群中的每只海豚均匀地分布在目标函数的定义域内，海豚群规模为N，搜索空间的维数为D，那么第i只人工海豚的位置为：

X_i＝(x_i1,…,x_id,…x_iD)

x_id＝x_min+rand×(x_max-x_min)

其中，rand是在区间[0,1]内均匀分布的一个随机数，x_max和x_min分别对应搜索空间的上下限；

Step2:优化分工

在海豚捕食空间里，任何一只海豚都可以充当“向导”的角色，一开始整个海豚群以随机分布的规则分布在捕食空间的各个位置，若其中一只海豚发现食物，这个“向导”就通过“回声定位”的方法把食物信息传达给相应的其它海豚；海豚群得到信息之后，便会寻找自己的团队成员，形成自己的虚拟团队；

定义以每只海豚X_i(i＝1,2,…n)为中心，分别计算海豚X_j(j＝1,2,…n)到海豚X_i的距离X_ij，再对到每只海豚的距离大小按升序的顺序排序，针对每只海豚，就排序结果，选取距离最近的m只海豚创建它的虚拟团队；

其中，海豚间的距离计算公式为

整个海豚群中，这样的海豚虚拟团队不止一个，这样每一个虚拟团队中都有群体的局部领导者，团队成员通过适应度函数的局部最优值的对比，判断自身的身份特点，领导者或普通成员；整个群体的领导者从各个虚拟团队中产生，在对食物进行聚集过程中，通过不停迭代，达到最大迭代次数之后，选出领导者海豚，即适应度函数全局最优值；

Step3:信息共享

选出领导者之后，领导者通过声音和自己的群体成员进行信息交流，得知其它成员的最佳位置和适应值；这种信息交流执行若干次后，位置较好的海豚很快被其它海豚探知；这样，海豚之间通过信息共享，以便在领导者的带领下自上而下有序向食物逼近，逐渐形成包围圈，最后进行捕食；

Step4:包围食物

领导者海豚得到“向导”海豚的食物信息后，通过声音通知群体的其它海豚进行包围，其它海豚以领导位置展开包围；

作为普通成员，进行有效的位置更新，成为捕食环节中的关键步骤，对于位置更新，由一个在[0,1]内产生的随机数r_m生成，如果r_m比θ小，则第i只海豚不进行位置更新，反之，第i只海豚以领导者海豚为中心进行位置更新，对食物进行包围；θ为预先设定的一个阈值；

成员位置更新步骤为：

将脉冲的响度A(i)和发射速率R(i)随寻优迭代的过程来更新；

越接近食物，脉冲的响度越低，发射速率越快，A(i)＝0时意味着海豚i刚刚发现一只食物，暂时停止发出任何声音；

脉冲响度和发射速率的更新方程：

A^t+1(i)＝αA^t

R^t+1(i)＝R⁰(i)×[1-exp(-γt)]

其中：0＜α＜1，γ＞0，均为常量，当t→∞,A^t(i)＝0,R^t(i)＝R⁰(i),设第t时刻的海豚位置为则更新后的海豚位置为

其中：ε为属于[0,1]的D维随机向量，A^t(i)为t时刻脉冲的响度；

对更新后的不在捕食空间内的海豚的位置坐标进行修复处理：

海豚领导者位置确定之后，通过信息交流，让群体成员得知自己所处的位置和适应度值，使群体成员根据自己的适应值不断调整自己的位置，有序的形成包围圈，使整体状况达到最优，最大效益的捕食；

Step5:分配食物恢复状态

形成包围圈之后，通过位置更新，缩小包围圈，最后进行捕食；

包围圈形成之后，处于最优位置和局部最优位置的海豚停顿一段时间，等后续海豚围上来之后再进行一起捕食；

捕食过程完成之后，恢复捕食空间内海豚的随机状态，再进行下一次的捕食。