股票量化交易軟件:種群優(yōu)化算法蝙蝠算法(BA)

蝙蝠是一種神秘而迷人的生物。據(jù)科學(xué)家估計(jì),最早的蝙蝠生活在6500萬(wàn)到1億年前,與恐龍同時(shí)代。作為唯一擁有飛翔能力的哺乳動(dòng)物,蝙蝠的種類多達(dá)1300多種。除了極地和寒冷地區(qū)外,它們幾乎無(wú)處不在。白天時(shí)分,蝙蝠會(huì)躲藏在藏身之所,然后在夜間利用一種稱為回聲定位的精確系統(tǒng)出來(lái)捕食。這種系統(tǒng)允許它們通過(guò)聲波探測(cè)物體。赫茲量化交易軟件帶大家一起學(xué)習(xí)蝙蝠算法。
蝙蝠通過(guò)發(fā)出高頻聲波進(jìn)行回聲定位,這些聲波前進(jìn)直至碰撞物體后被反射回來(lái)?;芈暥ㄎ粚?shí)際上是一種聲納現(xiàn)象:蝙蝠通過(guò)發(fā)出響亮而短促的脈沖聲波進(jìn)行定位。當(dāng)聲波擊中物體時(shí),回聲會(huì)迅速反射回蝙蝠的耳朵,成為它們定位自己并判斷獵物位置的主要手段。
2010年,楊(Yang)推出了受到蝙蝠回聲定位行為啟發(fā)的啟發(fā)式算法,稱為蝙蝠算法(BA)。元啟發(fā)式常常從自然界和物理過(guò)程中尋找靈感,并現(xiàn)已成為解決許多復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的強(qiáng)大工具之一。優(yōu)化過(guò)程包括根據(jù)一組特定標(biāo)準(zhǔn)從許多有效選項(xiàng)中選擇最佳元素,展示了許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn),尤其在計(jì)算效率和全局優(yōu)化的可能性方面。
特征優(yōu)化通過(guò)依據(jù)輸入?yún)?shù)提供的“目標(biāo)”函數(shù),為建模和解決眾多特定問(wèn)題創(chuàng)造了一套正式框架。目標(biāo)就是找到一組參數(shù)的最佳組合,以達(dá)到最佳值。這個(gè)框架足夠抽象,可以解釋各種各樣的問(wèn)題作為“特征優(yōu)化”問(wèn)題。
然而,傳統(tǒng)特征優(yōu)化手段在解決一些實(shí)際問(wèn)題時(shí)可能效果不佳。因此,科學(xué)家們開始從自然界中尋找解決這些問(wèn)題的靈感。自然生物系統(tǒng)的建模導(dǎo)致了許多智能種群優(yōu)化算法的出現(xiàn),以非常規(guī)方式解決應(yīng)用問(wèn)題。這些算法因其卓越的性能而廣泛用于各種優(yōu)化任務(wù)。蝙蝠算法(BA)就是其中一種新興的現(xiàn)代種群算法,使用模擬蝙蝠的自然聲波脈沖和頻率的人工蝙蝠作為搜索代理,來(lái)執(zhí)行搜索過(guò)程。
2. 算法說(shuō)明
在基本的蝙蝠算法中,每只蝙蝠被視作一個(gè)“無(wú)質(zhì)量和無(wú)大小”的粒子,代表解空間中的潛在解。根據(jù)不同的適應(yīng)度函數(shù),每只蝙蝠都有其相應(yīng)的特征值,通過(guò)比較這些特征值來(lái)確定當(dāng)前的最優(yōu)個(gè)體。然后通過(guò)更新聲波的頻率、速度、脈沖發(fā)射速度和種群中每只蝙蝠的體積,繼續(xù)迭代和演化,逐漸逼近當(dāng)前最優(yōu)解,最終找到全局最優(yōu)解。
標(biāo)準(zhǔn)算法需要五個(gè)基本參數(shù):頻率、音量、紋波,以及音量和紋波的比率。頻率在平衡歷史最佳位置與當(dāng)前位置之間的影響方面起著關(guān)鍵作用。當(dāng)搜索頻率范圍較大時(shí),單只蝙蝠能夠遠(yuǎn)離群體的歷史位置進(jìn)行探索,反之則緊隨群體。
相對(duì)于之前討論的參數(shù),蝙蝠算法涉及的參數(shù)較多,其中包括了調(diào)整搜索行為和探索解空間的復(fù)雜因素。這也反映了蝙蝠算法的靈活性和多樣性,使其能夠有效地應(yīng)用于各種優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)精心選擇和調(diào)整這些參數(shù),蝙蝠算法可以適應(yīng)不同的問(wèn)題域,展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)化能力。
