和声搜索算法

和声搜索算法简介

和声搜索算法(Harmony search algorithm,亦称为和声算法)是新近问世的一种启发式全局搜索算法,在许多组合优化问题中得到了成功应用。在许多问题上显示出了比遗传算法模拟退火算法和禁忌搜索更好的性能。

和声搜索算法来源

在音乐演奏中,乐师们凭借自己的记忆,通过反复调整乐队中各乐器的音调,最终达到一个美妙的和声状态。Z.W.Geem等受这一现象启发,提出了和声搜索算法(HS:Harmony Search)。

HS算法原理

HS算法将乐器i(i=1,2,…,m)类比于优化问题中的第i个设计变量,各乐器声调的和声Rj(j=1,2,…,M)相当于优化问题的第j个解向量,评价类比于目标函数。算法首先产生M个初始解(和声)放入和声记忆库HM(harmony memory)内,以概率HR在HM内搜索新解,以概率1-HR在HM外自变量值域中搜索。然后算法以概率PR对新解产生局部扰动。判断新解目标函数值是否优于HM内的最差解,若是,则替换之;然后不断迭代,直至达到预定迭代次数T_MAX为止。
和声算法流程图

算法中各参设置规则

算法通过引入HR和PR两个参数,以期望达到算法对解空间开发、探索能力的平衡,但是如何取值,并没有理论基础。Z.W.Geem等人认为HR应该取较大值,PR取较小值,这与遗传算法中的交叉概率与变异概率的取值规律类似。



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