人工免疫算法課件

人工免疫算法人工免疫算法人工免疫算法－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；遺傳系統(tǒng)（進(jìn)化計(jì)算）；免疫系統(tǒng)（人工免疫系統(tǒng)）。人工免疫算法人工免疫算法人工免疫算法－人工智能信息處理系1－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；遺傳系統(tǒng)（進(jìn)化計(jì)算）；免疫系統(tǒng)（人工免疫系統(tǒng)）。－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；2 一門(mén)新興的研究領(lǐng)域。的研究歷史等人在1986年首先在工程領(lǐng)域提出免疫概念；等人受免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)的啟發(fā)，提出并進(jìn)而完善免疫網(wǎng)絡(luò)模型。 一門(mén)新興的研究領(lǐng)域。的研究歷史等人在1986年首先在工程3 人工免疫網(wǎng)絡(luò)模型的研究現(xiàn)狀之一獨(dú)特型免疫網(wǎng)絡(luò)（）；互聯(lián)耦合免疫網(wǎng)絡(luò)（）；免疫反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（）；對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)（）；多值免疫網(wǎng)絡(luò)（）. 人工免疫網(wǎng)絡(luò)模型的研究現(xiàn)狀之一獨(dú)特型免疫網(wǎng)絡(luò)（）；4 免疫學(xué)習(xí)算法的研究現(xiàn)狀之二反面選擇算法（）；免疫學(xué)習(xí)算法（）；免疫遺傳算法（）；免疫算法（）；免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)算法（）；免疫進(jìn)化算法（）. 免疫學(xué)習(xí)算法的研究現(xiàn)狀之二反面選擇算法（）；5 國(guó)際研究的研究現(xiàn)狀之三1996年，日本，基于免疫性系統(tǒng)的國(guó)際專(zhuān)題討論會(huì)，提出并確認(rèn)人工免疫系統(tǒng)（）的概念；1997年，的組織專(zhuān)門(mén)成立了人工免疫系統(tǒng)及應(yīng)用的分會(huì)組織；目前，幾乎所有有關(guān)人工智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會(huì)議都收錄方面的論文。 國(guó)際研究的研究現(xiàn)狀之三1996年，日本，基于免疫性系統(tǒng)6免疫進(jìn)化算法的研究免疫進(jìn)化算法的研究7生物免疫的啟示在生物自然界中，免疫現(xiàn)象普遍存在，并對(duì)物種的生存與繁衍發(fā)揮著重要的作用；生物的免疫功能主要是由參與免疫反應(yīng)的細(xì)胞或由其構(gòu)成的器官來(lái)完成的；生物免疫主要有兩種類(lèi)型：特異性免疫（），非特異性免疫反應(yīng)（）；生物免疫系統(tǒng)是通過(guò)自我識(shí)別、相互刺激與制約而構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

生物免疫的啟示在生物自然界中，免疫現(xiàn)象普遍存在，并對(duì)物種的8免疫生物學(xué)的基本概念抗原是指能夠刺激和誘導(dǎo)機(jī)體的免疫系統(tǒng)使其產(chǎn)生免疫應(yīng)答，并能與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)。抗體是指免疫系統(tǒng)受抗原刺激后，免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞并產(chǎn)生能與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白，該免疫球蛋白即為抗體。免疫生物學(xué)的基本概念抗原9免疫系統(tǒng)的主要功能免疫防御即機(jī)體防御病原微生物的感染；免疫（自身）穩(wěn)定即機(jī)體通過(guò)免疫功能經(jīng)常消除那些損傷和衰老的細(xì)胞以維持機(jī)體的生理平衡；免疫監(jiān)視即機(jī)體通過(guò)免疫功能防止或消除體內(nèi)細(xì)胞在新陳代謝過(guò)程中發(fā)生突變的和異常的細(xì)胞。免疫系統(tǒng)的主要功能免疫防御10免疫系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 免疫識(shí)別 免疫應(yīng)答 免疫耐受 免疫記憶 免疫調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 免疫識(shí)別11算法研究生物學(xué)概念與理論方法：工程計(jì)算方法算法研究生物學(xué)概念與理論方法：工程計(jì)算方法12進(jìn)化＋免疫 傳統(tǒng)進(jìn)化算法是在一定發(fā)生概率的條件下，隨機(jī)地、沒(méi)有指導(dǎo)地迭代搜索，因此它們?cè)跒槿后w中的個(gè)體提供了進(jìn)化機(jī)會(huì)的同時(shí)，也無(wú)可避免地產(chǎn)生了退化的可能。每一個(gè)待求的實(shí)際問(wèn)題都會(huì)有自身一些基本的、顯而易見(jiàn)的特征信息或知識(shí)。然而進(jìn)化算法中的交叉和變異算子在求解問(wèn)題時(shí)，操作的可變程度較小。進(jìn)化＋免疫 傳統(tǒng)進(jìn)化算法是在一定發(fā)生概率的條件下，隨機(jī)地、13基本概念 染色體 表示待求問(wèn)題的解的形式的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 基因構(gòu)成染色體的最基本的數(shù)據(jù)單位。 個(gè)體 具有某類(lèi)染色體結(jié)構(gòu)的一種特例?；靖拍?染色體14基本概念 抗原 所有可能錯(cuò)誤的基因，即非最佳個(gè)體的基因。 疫苗 根據(jù)進(jìn)化環(huán)境或待求問(wèn)題的先驗(yàn)知識(shí)，所得到的對(duì)最佳個(gè)體基因的估計(jì)。 抗體 根據(jù)疫苗修正某個(gè)個(gè)體的基因所得到的新個(gè)體。基本概念 抗原15免疫算子有兩種類(lèi)型： 全免疫非特異性免疫 目標(biāo)免疫特異性免疫免疫思想的實(shí)現(xiàn)免疫算子即：群體中的每個(gè)個(gè)體在進(jìn)化算子作用后，對(duì)其每一環(huán)節(jié)都進(jìn)行一次免疫操作的免疫類(lèi)型；即：在進(jìn)行了進(jìn)化操作后，經(jīng)過(guò)一定的判斷，個(gè)體僅在作用點(diǎn)處發(fā)生免疫反應(yīng)的一種類(lèi)型。免疫算子有兩種類(lèi)型：免疫思想的實(shí)現(xiàn)免疫算子即：群體中的每16免疫操作的基本過(guò)程 首先，對(duì)待求求問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從中提取出最基本的特征信息； 其次，對(duì)此特征信息進(jìn)行處理，以將其轉(zhuǎn)化為求解問(wèn)題的一種方案； 最后，將此方案以適當(dāng)?shù)男问睫D(zhuǎn)化成免疫算子以實(shí)施具體的操作。免疫操作的基本過(guò)程 首先，對(duì)待求求問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從中提17免疫算子 算法中的免疫思想主要是在合理提取疫苗的基礎(chǔ)上，通過(guò)免疫算子來(lái)實(shí)現(xiàn)的； 免疫算子由接種疫苗和免疫選擇兩個(gè)操作完成的。

為了防止群體的退化。為了提高個(gè)體的適應(yīng)度。免疫算子 算法中的免疫思想主要是在合理提取疫苗的基礎(chǔ)上，18設(shè)個(gè)體x，給其接種疫苗是指按照先驗(yàn)知識(shí)來(lái)修改x的某些基因位上的基因或其分量，使所得個(gè)體以較大的概率具有更高的適應(yīng)度。疫苗是從先驗(yàn)知識(shí)中提煉出來(lái)的，它所含的信息量及其準(zhǔn)確性對(duì)算法性能的發(fā)揮起著重要的作用。免疫算子接種疫苗之設(shè)個(gè)體x，給其接種疫苗是指按照先驗(yàn)知識(shí)來(lái)修改x的某些基因位上19這一操作一般分兩步完成：第一步是免疫檢測(cè)，即對(duì)接種了疫苗的個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)，若其適應(yīng)度仍不如父代，則該個(gè)體將被父代中所對(duì)應(yīng)的個(gè)體所取代；第二步是退火選擇，即在目前的子代群體中以右邊所示概率免疫算子免疫檢測(cè)之選擇個(gè)體進(jìn)入新的父代群體。在免疫策略中，僅有免疫檢測(cè)而沒(méi)有退火選擇。這一操作一般分兩步完成：第一步是免疫檢測(cè)，即對(duì)接種了疫苗20體系結(jié)構(gòu)免疫算法免疫規(guī)劃免疫策略體系結(jié)構(gòu)免疫算法21免疫算法隨機(jī)產(chǎn)生初始父代種群A1，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗；若當(dāng)前群體中包含最佳個(gè)體，則算法停止運(yùn)行并輸出結(jié)果；否則，繼續(xù)；對(duì)當(dāng)前第k代父本種群進(jìn)行交叉操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行變異操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行接種疫苗操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行免疫選擇操作，得到新一代父本1，轉(zhuǎn)至第二步。

免疫算法隨機(jī)產(chǎn)生初始父代種群A1，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗；22免疫算法的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫算法是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫算法的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫算法是收23初始化：首先，根據(jù)要求確定解的精度；其次，隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)個(gè)體，并由此構(gòu)成初始的父代種群A0；根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；計(jì)算當(dāng)前種群的個(gè)體適應(yīng)度，并進(jìn)行停機(jī)條件的判斷。若條件滿足，則停止運(yùn)行并輸出結(jié)果；否則繼續(xù)；對(duì)當(dāng)前的父代群體進(jìn)行變異操作，生成子代群體；對(duì)群體進(jìn)行接種疫苗操作，得到種群；對(duì)群體進(jìn)行免疫選擇操作，得到新一代父本1，并轉(zhuǎn)至第三步。免疫規(guī)劃

初始化：首先，根據(jù)要求確定解的精度；其次，隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)個(gè)體，24免疫規(guī)劃的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫規(guī)劃是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫規(guī)劃的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫規(guī)劃是收25免疫策略根據(jù)要求確定解的精度，再根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；隨機(jī)產(chǎn)生個(gè)個(gè)體作為初始的父本群體；交叉：產(chǎn)生由父代和子代構(gòu)成的規(guī)模為2的中間群體；變異：對(duì)每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行變異將得到一個(gè)新的個(gè)體；免疫：首先按照對(duì)問(wèn)題的先驗(yàn)知識(shí)修改個(gè)體(x,)的某些分量；然后對(duì)群體中注射了疫苗的個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)；選擇：從規(guī)模為2的群體中按適應(yīng)度的大小取出前個(gè)個(gè)體作為新一代父本的群體；停機(jī)條件檢測(cè)。

免疫策略根據(jù)要求確定解的精度，再根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；26免疫策略的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫策略是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫策略的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫策略是收27免疫算子的機(jī)理在免疫選擇作用下，若疫苗使抗體適應(yīng)度得到提高，且高于當(dāng)前群體的平均適應(yīng)度，則疫苗所對(duì)應(yīng)的模式將在群體中呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)散；否則，它將被遏制或呈指數(shù)級(jí)衰減。定理：免疫算子的機(jī)理在免疫選擇作用下，若疫苗使抗體適應(yīng)度得到提高，28:抽取疫苗：分析待求問(wèn)題，搜集特征信息；依據(jù)特征信息估計(jì)特定基因位上的模式:；k=0j=0；(=){},j=j+1；i=0；(i≤n)接種疫苗：；免疫檢驗(yàn)：,;；i=i+1；退火選擇：；k=1；免疫算子的執(zhí)行算法:免疫算子的執(zhí)行算法29具體分析待求問(wèn)題，搜集特征信息。免疫疫苗的選取方法通用方法之一以問(wèn)題為例，通過(guò)具體分析可以得出相鄰兩兩城市之間的最短路徑即為求解該問(wèn)題時(shí)可以利用的一種疫苗。具體分析待求問(wèn)題，搜集特征信息。免疫疫苗的選取方法通用方法之30問(wèn)題的描述問(wèn)題是旅行商問(wèn)題的簡(jiǎn)稱(chēng)。即一個(gè)商人從某一城市出發(fā)，要遍歷所有目標(biāo)城市，其中每個(gè)城市必須而且只須訪問(wèn)一次。所要研究的問(wèn)題是在所有可能的路徑中尋找一條路程最短的路線。該問(wèn)題是一個(gè)典型的問(wèn)題，即隨著規(guī)模的增加，可行解的數(shù)目將做指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。問(wèn)題的描述問(wèn)題是旅行商問(wèn)題的簡(jiǎn)稱(chēng)。即一個(gè)商人從某一城市出發(fā)，31問(wèn)題的分析設(shè)所有與城市距離最近的城市為,進(jìn)行一次如虛線所示的調(diào)整后,多數(shù)情況下，l3較1+的減少量要大于l1+l2較的增加量。故：?jiǎn)栴}的分析設(shè)所有與城市距離最近的城市為,進(jìn)行一次如虛線所示的32:(=)統(tǒng)計(jì)父代群體，確定最佳個(gè)體： ;分解最佳個(gè)體，抽取免疫基因： ;執(zhí)行遺傳和免疫算子操作;免疫疫苗的選取方法自適應(yīng)方法之二:免疫疫苗的選取方法自適應(yīng)方法之二33:鄰近城市序列初始化：(i)=(1,n),i=1,…,n;最短子路徑的初始化：(i)i=1,…,n;(=)i=1n變異：(i)=(((i),1));選擇：(i,(i))<(i)(i)=(i);(i)=(i,(i));

免疫疫苗的選取方法進(jìn)化規(guī)劃方法之三:免疫疫苗的選取方法進(jìn)化規(guī)劃方法之三34仿真實(shí)驗(yàn)基于的求解之一a.免疫抗體 b.最優(yōu)化路徑75城市的問(wèn)題免疫優(yōu)化仿真示意圖仿真實(shí)驗(yàn)基于的求解之一a.免疫抗體 b.最優(yōu)化路35子代適應(yīng)度值隨進(jìn)化過(guò)程的變化曲線a通用遺傳算法計(jì)算曲線 b免疫算法計(jì)算曲線子代適應(yīng)度值隨進(jìn)化過(guò)程的變化曲線a通用遺傳算法計(jì)算曲線 36仿真實(shí)驗(yàn)基于的求解之二a.免疫疫苗示意圖 b.最優(yōu)路徑示意圖442城市的問(wèn)題免疫優(yōu)化仿真示意圖仿真實(shí)驗(yàn)基于的求解之二a.免疫疫苗示意圖 b.37子代適應(yīng)度值隨進(jìn)化過(guò)程的變化曲線a(,2)-ES計(jì)算曲線 b(,2)-IS

計(jì)算曲線子代適應(yīng)度值隨進(jìn)化過(guò)程的變化曲線a(,2)-ES計(jì)38謝謝謝謝39人工免疫算法人工免疫算法人工免疫算法－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；遺傳系統(tǒng)（進(jìn)化計(jì)算）；免疫系統(tǒng)（人工免疫系統(tǒng)）。人工免疫算法人工免疫算法人工免疫算法－人工智能信息處理系40－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；遺傳系統(tǒng)（進(jìn)化計(jì)算）；免疫系統(tǒng)（人工免疫系統(tǒng)）。－人工智能信息處理系統(tǒng)的研究腦神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）；41 一門(mén)新興的研究領(lǐng)域。的研究歷史等人在1986年首先在工程領(lǐng)域提出免疫概念；等人受免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)的啟發(fā)，提出并進(jìn)而完善免疫網(wǎng)絡(luò)模型。 一門(mén)新興的研究領(lǐng)域。的研究歷史等人在1986年首先在工程42 人工免疫網(wǎng)絡(luò)模型的研究現(xiàn)狀之一獨(dú)特型免疫網(wǎng)絡(luò)（）；互聯(lián)耦合免疫網(wǎng)絡(luò)（）；免疫反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（）；對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)（）；多值免疫網(wǎng)絡(luò)（）. 人工免疫網(wǎng)絡(luò)模型的研究現(xiàn)狀之一獨(dú)特型免疫網(wǎng)絡(luò)（）；43 免疫學(xué)習(xí)算法的研究現(xiàn)狀之二反面選擇算法（）；免疫學(xué)習(xí)算法（）；免疫遺傳算法（）；免疫算法（）；免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)算法（）；免疫進(jìn)化算法（）. 免疫學(xué)習(xí)算法的研究現(xiàn)狀之二反面選擇算法（）；44 國(guó)際研究的研究現(xiàn)狀之三1996年，日本，基于免疫性系統(tǒng)的國(guó)際專(zhuān)題討論會(huì)，提出并確認(rèn)人工免疫系統(tǒng)（）的概念；1997年，的組織專(zhuān)門(mén)成立了人工免疫系統(tǒng)及應(yīng)用的分會(huì)組織；目前，幾乎所有有關(guān)人工智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會(huì)議都收錄方面的論文。 國(guó)際研究的研究現(xiàn)狀之三1996年，日本，基于免疫性系統(tǒng)45免疫進(jìn)化算法的研究免疫進(jìn)化算法的研究46生物免疫的啟示在生物自然界中，免疫現(xiàn)象普遍存在，并對(duì)物種的生存與繁衍發(fā)揮著重要的作用；生物的免疫功能主要是由參與免疫反應(yīng)的細(xì)胞或由其構(gòu)成的器官來(lái)完成的；生物免疫主要有兩種類(lèi)型：特異性免疫（），非特異性免疫反應(yīng)（）；生物免疫系統(tǒng)是通過(guò)自我識(shí)別、相互刺激與制約而構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

生物免疫的啟示在生物自然界中，免疫現(xiàn)象普遍存在，并對(duì)物種的47免疫生物學(xué)的基本概念抗原是指能夠刺激和誘導(dǎo)機(jī)體的免疫系統(tǒng)使其產(chǎn)生免疫應(yīng)答，并能與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)?？贵w是指免疫系統(tǒng)受抗原刺激后，免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞并產(chǎn)生能與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白，該免疫球蛋白即為抗體。免疫生物學(xué)的基本概念抗原48免疫系統(tǒng)的主要功能免疫防御即機(jī)體防御病原微生物的感染；免疫（自身）穩(wěn)定即機(jī)體通過(guò)免疫功能經(jīng)常消除那些損傷和衰老的細(xì)胞以維持機(jī)體的生理平衡；免疫監(jiān)視即機(jī)體通過(guò)免疫功能防止或消除體內(nèi)細(xì)胞在新陳代謝過(guò)程中發(fā)生突變的和異常的細(xì)胞。免疫系統(tǒng)的主要功能免疫防御49免疫系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 免疫識(shí)別 免疫應(yīng)答 免疫耐受 免疫記憶 免疫調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 免疫識(shí)別50算法研究生物學(xué)概念與理論方法：工程計(jì)算方法算法研究生物學(xué)概念與理論方法：工程計(jì)算方法51進(jìn)化＋免疫 傳統(tǒng)進(jìn)化算法是在一定發(fā)生概率的條件下，隨機(jī)地、沒(méi)有指導(dǎo)地迭代搜索，因此它們?cè)跒槿后w中的個(gè)體提供了進(jìn)化機(jī)會(huì)的同時(shí)，也無(wú)可避免地產(chǎn)生了退化的可能。每一個(gè)待求的實(shí)際問(wèn)題都會(huì)有自身一些基本的、顯而易見(jiàn)的特征信息或知識(shí)。然而進(jìn)化算法中的交叉和變異算子在求解問(wèn)題時(shí)，操作的可變程度較小。進(jìn)化＋免疫 傳統(tǒng)進(jìn)化算法是在一定發(fā)生概率的條件下，隨機(jī)地、52基本概念 染色體 表示待求問(wèn)題的解的形式的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 基因構(gòu)成染色體的最基本的數(shù)據(jù)單位。 個(gè)體 具有某類(lèi)染色體結(jié)構(gòu)的一種特例?；靖拍?染色體53基本概念 抗原 所有可能錯(cuò)誤的基因，即非最佳個(gè)體的基因。 疫苗 根據(jù)進(jìn)化環(huán)境或待求問(wèn)題的先驗(yàn)知識(shí)，所得到的對(duì)最佳個(gè)體基因的估計(jì)。 抗體 根據(jù)疫苗修正某個(gè)個(gè)體的基因所得到的新個(gè)體?；靖拍?抗原54免疫算子有兩種類(lèi)型： 全免疫非特異性免疫 目標(biāo)免疫特異性免疫免疫思想的實(shí)現(xiàn)免疫算子即：群體中的每個(gè)個(gè)體在進(jìn)化算子作用后，對(duì)其每一環(huán)節(jié)都進(jìn)行一次免疫操作的免疫類(lèi)型；即：在進(jìn)行了進(jìn)化操作后，經(jīng)過(guò)一定的判斷，個(gè)體僅在作用點(diǎn)處發(fā)生免疫反應(yīng)的一種類(lèi)型。免疫算子有兩種類(lèi)型：免疫思想的實(shí)現(xiàn)免疫算子即：群體中的每55免疫操作的基本過(guò)程 首先，對(duì)待求求問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從中提取出最基本的特征信息； 其次，對(duì)此特征信息進(jìn)行處理，以將其轉(zhuǎn)化為求解問(wèn)題的一種方案； 最后，將此方案以適當(dāng)?shù)男问睫D(zhuǎn)化成免疫算子以實(shí)施具體的操作。免疫操作的基本過(guò)程 首先，對(duì)待求求問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從中提56免疫算子 算法中的免疫思想主要是在合理提取疫苗的基礎(chǔ)上，通過(guò)免疫算子來(lái)實(shí)現(xiàn)的； 免疫算子由接種疫苗和免疫選擇兩個(gè)操作完成的。

為了防止群體的退化。為了提高個(gè)體的適應(yīng)度。免疫算子 算法中的免疫思想主要是在合理提取疫苗的基礎(chǔ)上，57設(shè)個(gè)體x，給其接種疫苗是指按照先驗(yàn)知識(shí)來(lái)修改x的某些基因位上的基因或其分量，使所得個(gè)體以較大的概率具有更高的適應(yīng)度。疫苗是從先驗(yàn)知識(shí)中提煉出來(lái)的，它所含的信息量及其準(zhǔn)確性對(duì)算法性能的發(fā)揮起著重要的作用。免疫算子接種疫苗之設(shè)個(gè)體x，給其接種疫苗是指按照先驗(yàn)知識(shí)來(lái)修改x的某些基因位上58這一操作一般分兩步完成：第一步是免疫檢測(cè)，即對(duì)接種了疫苗的個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)，若其適應(yīng)度仍不如父代，則該個(gè)體將被父代中所對(duì)應(yīng)的個(gè)體所取代；第二步是退火選擇，即在目前的子代群體中以右邊所示概率免疫算子免疫檢測(cè)之選擇個(gè)體進(jìn)入新的父代群體。在免疫策略中，僅有免疫檢測(cè)而沒(méi)有退火選擇。這一操作一般分兩步完成：第一步是免疫檢測(cè)，即對(duì)接種了疫苗59體系結(jié)構(gòu)免疫算法免疫規(guī)劃免疫策略體系結(jié)構(gòu)免疫算法60免疫算法隨機(jī)產(chǎn)生初始父代種群A1，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗；若當(dāng)前群體中包含最佳個(gè)體，則算法停止運(yùn)行并輸出結(jié)果；否則，繼續(xù)；對(duì)當(dāng)前第k代父本種群進(jìn)行交叉操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行變異操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行接種疫苗操作，得到種群；對(duì)進(jìn)行免疫選擇操作，得到新一代父本1，轉(zhuǎn)至第二步。

免疫算法隨機(jī)產(chǎn)生初始父代種群A1，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗；61免疫算法的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫算法是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫算法的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫算法是收62初始化：首先，根據(jù)要求確定解的精度；其次，隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)個(gè)體，并由此構(gòu)成初始的父代種群A0；根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；計(jì)算當(dāng)前種群的個(gè)體適應(yīng)度，并進(jìn)行停機(jī)條件的判斷。若條件滿足，則停止運(yùn)行并輸出結(jié)果；否則繼續(xù)；對(duì)當(dāng)前的父代群體進(jìn)行變異操作，生成子代群體；對(duì)群體進(jìn)行接種疫苗操作，得到種群；對(duì)群體進(jìn)行免疫選擇操作，得到新一代父本1，并轉(zhuǎn)至第三步。免疫規(guī)劃

初始化：首先，根據(jù)要求確定解的精度；其次，隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)個(gè)體，63免疫規(guī)劃的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫規(guī)劃是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫規(guī)劃的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫規(guī)劃是收64免疫策略根據(jù)要求確定解的精度，再根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；隨機(jī)產(chǎn)生個(gè)個(gè)體作為初始的父本群體；交叉：產(chǎn)生由父代和子代構(gòu)成的規(guī)模為2的中間群體；變異：對(duì)每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行變異將得到一個(gè)新的個(gè)體；免疫：首先按照對(duì)問(wèn)題的先驗(yàn)知識(shí)修改個(gè)體(x,)的某些分量；然后對(duì)群體中注射了疫苗的個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)；選擇：從規(guī)模為2的群體中按適應(yīng)度的大小取出前個(gè)個(gè)體作為新一代父本的群體；停機(jī)條件檢測(cè)。

免疫策略根據(jù)要求確定解的精度，再根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)抽取疫苗H；65免疫策略的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫策略是收斂的。定義：如果對(duì)于任意的初始分布均有則稱(chēng)算法收斂。免疫策略的收斂性狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖：定理：免疫策略是收66免疫算子的機(jī)理在免疫選擇作用下，若疫苗使抗體適應(yīng)度得到提高，且高于當(dāng)前群體的平均適應(yīng)度，則疫苗所對(duì)應(yīng)的模式將在群體中呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)散；否則，它將被遏制或呈指數(shù)級(jí)衰減。定理：免疫算子的機(jī)理在免疫選擇作用下，若疫苗使抗體適應(yīng)度得到提高，67:抽取疫苗：分析待求問(wèn)題，搜集特征信息；依據(jù)特征信息估計(jì)特定基因位上的模式:；k=0j=0；(=){},j=j+1；i=0；(i≤n)接種疫苗：；免疫檢驗(yàn)：,;；i=i+1；退火選擇：；k=1；免疫算子的執(zhí)行算法:免疫算子的執(zhí)行算法68具體分析待求問(wèn)題，搜集特征信息。免疫疫苗的選取方法通用方法之一以問(wèn)題為例，通過(guò)具體分析可以得出相鄰兩兩城市之間的最短路徑即為求解該問(wèn)題時(shí)可以利用的一種疫苗。具體分析待求問(wèn)題，搜集特征信息。免疫疫苗的選取方法通用方法之69問(wèn)題的描述問(wèn)題是旅行商問(wèn)題的簡(jiǎn)稱(chēng)。即一個(gè)商人從某一城市出發(fā)，要遍歷所有目標(biāo)城市，其中每個(gè)城市必須而且只須訪問(wèn)一次。