蟻群算法的基本原理

2.1蟻群算法的基本原理蟻群優(yōu)化算法是模擬螞蟻覓食的原理，設(shè)計(jì)出的一種群集智能算法。螞蟻在覓食過(guò)程中能夠在其經(jīng)過(guò)的路徑上留下一種稱之為信息素的物質(zhì)，并在覓食過(guò)程中能夠感知這種物質(zhì)的強(qiáng)度，并指導(dǎo)自己行動(dòng)方向，它們總是朝著該物質(zhì)強(qiáng)度高的方向移動(dòng)，因此大量螞蟻組成的集體覓食就表現(xiàn)為一種對(duì)信息素的正反饋現(xiàn)象。某一條路徑越短，路徑上經(jīng)過(guò)的螞蟻越多，其信息素遺留的也就越多，信息素的濃度也就越高，螞蟻選擇這條路徑的幾率也就越高，由此構(gòu)成的正反饋過(guò)程，從而逐漸的逼近最優(yōu)路徑，找到最優(yōu)路徑。螞蟻在覓食過(guò)程時(shí)，是以信息素作為媒介而間接進(jìn)行信息交流，當(dāng)螞蟻從食物源走到蟻穴，或者從蟻穴走到食物源時(shí)，都會(huì)在經(jīng)過(guò)的路徑上釋放信息素，從而形成了一條含有信息素的路徑，螞蟻可以感覺出路徑上信息素濃度的大小，并且以較高的概率選擇信息素濃度較高的路徑。人工螞蟻的搜索主要包括三種智能行為：（1）螞蟻的記憶行為。一只螞蟻搜索過(guò)的路徑在下次搜索時(shí)就不再被該螞蟻選擇，因此在蟻群算法中建立禁忌表進(jìn)行模擬。（2）螞蟻利用信息素進(jìn)行相互通信。螞蟻在所選擇的路徑上會(huì)釋放一種信息素的物質(zhì)，當(dāng)其他螞蟻進(jìn)行路徑選擇時(shí)，會(huì)根據(jù)路徑上的信息素濃度進(jìn)行選擇，這樣信息素就成為螞蟻之間進(jìn)行通信的媒介。（3）螞蟻的集群活動(dòng)。通過(guò)一只螞蟻的運(yùn)動(dòng)很難達(dá)到事物源，但整個(gè)蟻群進(jìn)行搜索就完全不同。當(dāng)某些路徑上通過(guò)的螞蟻越來(lái)越多時(shí)，路徑上留下的信息素?cái)?shù)量也就越多，導(dǎo)致信息素強(qiáng)度增大，螞蟻選擇該路徑的概率隨之增加，從而進(jìn)一步增加該路徑的信息素強(qiáng)度，而通過(guò)的螞蟻比較少的路徑上的信息素會(huì)隨著時(shí)間的推移而揮發(fā)，從而變得越來(lái)越少。3.3.1螞蟻系統(tǒng)螞蟻系統(tǒng)是最早的蟻群算法。其搜索過(guò)程大致如下：在初始時(shí)刻，只螞蟻隨機(jī)放置于城市中，各條路徑上的信息素初始值相等，設(shè)為：為信息素初始值，可設(shè)，是由最近鄰啟發(fā)式方法構(gòu)造的路徑長(zhǎng)度。其次，螞蟻，按照隨機(jī)比例規(guī)則選擇下一步要轉(zhuǎn)移的城市，其選擇概率為：其中，為邊上的信息素，為從城市轉(zhuǎn)移到城市的啟發(fā)式因子，為螞蟻下一步被允許訪問的城市集合。為了不讓螞蟻選擇已經(jīng)訪問過(guò)的城市，采用禁忌表來(lái)記錄螞蟻當(dāng)前所走過(guò)的城市。經(jīng)過(guò)時(shí)刻，所有螞蟻都完成一次周游，計(jì)算每只螞蟻所走過(guò)的路徑長(zhǎng)度，并保存最短的路徑長(zhǎng)度，同時(shí)，更新各邊上的信息素。首先是信息素?fù)]發(fā)，其次是螞蟻在它們所經(jīng)過(guò)的邊上釋放信息素，其公式如下：，其中為信息素?fù)]發(fā)系數(shù)，且。，其中是第只螞蟻向它經(jīng)過(guò)的邊釋放的信息素，定義為：（3.2）根據(jù)（3.2）可知，螞蟻構(gòu)建的路徑長(zhǎng)度越小，則路徑上各條邊就會(huì)獲得更多的信息素，則在以后的迭代中就更有可能被其他的螞蟻選擇。螞蟻完成一次循環(huán)后，清空禁忌表，重新回到初始城市，準(zhǔn)備下一次周游。大量的仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，螞蟻系統(tǒng)在解決小規(guī)模TSP問題時(shí)性能尚可，能較快的發(fā)現(xiàn)最優(yōu)解，但隨著測(cè)試問題規(guī)模的擴(kuò)大，AS算法的性能下降的比較嚴(yán)重，容易出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。因此，出現(xiàn)了大量的針對(duì)其缺點(diǎn)的改進(jìn)算法。3.3.2精英螞蟻系統(tǒng)精英螞蟻系統(tǒng)[11]是對(duì)基本AS算法的第一次改進(jìn)，它首先由Dorigo等人中提出，它的設(shè)計(jì)思想是對(duì)算法每次循環(huán)之后給予最優(yōu)路徑額外的信息素量。找出這個(gè)解的螞蟻稱為精英螞蟻。將這條最優(yōu)路徑記為（best-so-fartour）。針對(duì)路徑的額外強(qiáng)化是通過(guò)向中的每一條邊增加大小的信息素得到的，其中e是一個(gè)參數(shù)，它定義了給予路徑的權(quán)值大小，代表了的長(zhǎng)度。這樣相應(yīng)的信息素的更新公式如式（3.3）：（3.3）其中，的定義方法跟以前的相同，的定義則如式（3.4）：一、一個(gè)星期七天

Sunday

Monday

Tuesday

Wednesday

Thursday

Friday

Saturday

二、一年十二個(gè)月

January

February

March

April

May

June

July

August

September

October

November

December

三、一年四季

1.spring

2.summer

3.autumn

4.winter

四、容易拼寫錯(cuò)的數(shù)字

1.eighth第八2.ninth第九3.forty四十4.twelfth第十二

5.twentieth第二十

四、親屬稱呼

1.daughter(女兒)2.niece(女性晚輩)3.nephew(男性晚輩)4.cousin(同輩兄弟姐妹)5.aunt(女性長(zhǎng)輩)6.uncle(男性長(zhǎng)輩)

五、以下動(dòng)詞加-ed或-ing要雙寫最后一個(gè)字母

1.regret(regretted,regretting)后悔

2.control(controlled,controlling)控制

3.admit(admitted,admitting)承認(rèn)

4.occur(occurred,occurring)出現(xiàn)

5.prefer(preferred,preferring)寧愿

6.refer(referred,referring)提到

7.forget(forgetting)忘記

8.permit(permitted,permitting)允許

9.equip(equipped,equipping)裝備

注意：quarrel,signal,travel中的l可雙寫（英國(guó)英語(yǔ)）也可不雙寫（美國(guó)英語(yǔ)）

六、部分過(guò)去式和過(guò)去分詞不規(guī)則變化的動(dòng)詞

1.broadcast(broadcast,broadcast)廣播

2.flee(fled,fled)逃跑

3.forbid(forbade,forbidden)禁止

4.forgive(forgave,forgiven)原諒

5.freeze(froze,frozen)結(jié)冰

6.hang(作“絞死”講，是規(guī)則的；作“懸掛”講，其過(guò)去式過(guò)去分詞都是hung)

7.lie–lied–lied說(shuō)謊;

lie—lay---lain躺下

lay-laid-laid放置

8.seek(sought,sought)尋求

9.shake(shook,shaken)發(fā)抖

10.sing(sang,sung)唱歌

11.sink(sank,sunk/sunken)下沉

12.spread(spread,spread)傳播

13.swim(swam,swum)游泳

14.tear(tore,torn)撕碎

16.wear(wore;worn)穿/戴

17.hold(held,held)

18.make(made,made)

19.keep(kept,kept)

七、意思相近的詞

1.check（核對(duì)）/

examine(檢查)/

test（測(cè)試）

2.receive（收到）/

accept（接受）

3.destroy（毀壞；毀滅）/damage（破壞）

4.celebrate(慶祝)/

congratulate（祝賀）

5.wearsth/

dresssb

穿衣

八、注意形容詞變名詞時(shí)的拼寫變化

1.long—length長(zhǎng)度2.wide—width寬度3.high—height高度

4.strong—strength力量

九、以-ic結(jié)尾的動(dòng)詞，應(yīng)先把-ic變?yōu)?ick，再加ing或ed

1.picnic(picnicked,picnicking)野餐

十、個(gè)別名詞的復(fù)數(shù)拼寫

1.German(Germans)德國(guó)人2.gulf(gulfs)海灣3.handkerchief(handkerchiefs)手帕roof(roofs)房頂

4.hero(英雄)，potato(土豆)，tomato(西紅柿)等有生命的以-o結(jié)尾的名詞變復(fù)數(shù)時(shí)要加-es。

十一、注意動(dòng)詞變名詞時(shí)的拼寫變化

1.succeed—success成功

2.pronounce—pronunciation發(fā)音

3.explain—explanation解釋

4.decide—decision決定

5.enter—entrance進(jìn)入

6.permit—permission允許

7.consider—consideration考慮

8.expect—expectation期待

9.discover—discovery發(fā)現(xiàn)

10.bury—burial埋葬

11.conclude—conclusion得出結(jié)論

12.arrive—arrival到達(dá)

13.weigh—weight重量

14.describe—description描述

15.lose—loss損失

16.anxious---anxiety

焦慮

十二、注意形容詞變副詞時(shí)的拼寫變化

1.beautiful美麗的—beautifully

2.possible可能的—possibly

3.practical實(shí)際的—practically

4.particular特別的—particularly

5.successful成功的—successfully

十三、其它必背單詞

1.abroad國(guó)外

2.absencen.缺席(absentadj.)

3.accept接受)

4.accident事故(accidentaladj.偶然的，accidentallyadv.偶然地)

5.achievement成就(achievev.獲得)

6.address地址

7.admire欽佩

8.admit承認(rèn)

（admitted)

9.agreement協(xié)議

10.agriculture農(nóng)業(yè)(agriculturaladj.農(nóng)業(yè)的)

industry工業(yè)（industrial工業(yè)的）

11.altogether總共

12.ancient古代的

13.announce宣告、通知announcement(n.口頭通知)

14.anxiety憂慮(anxiousadj.焦急的，anxiouslyadv.焦急地)

15.apologizev.道歉(apologyn.道歉)

16.appear出現(xiàn)（appearance外貌n.）disappear消失/不見

17.appreciate感激/欣賞(感激人用thanksb；謝謝某人做的事用appreciatesth.)

18.Asian(亞洲的)

19.assistant助手

20.astonish吃驚(astonishmentn.吃驚，astonishing令吃驚的，astonished吃驚的)

21.astronaut宇航員

22.atmosphere氣氛

23.attempt嘗試(n/v)

attempttodosth

24.attentively專心地25.attention專心

payattentiontodoingsth

26.attitude態(tài)度

27.attract吸引(attraction吸引力)

28.average平均/平均的

onaverage

平均

30.balance平衡

keepthebalanceofnature保持生態(tài)平衡

31.beauty美(beautiful,beautifully)

beautify美化

32.believe相信(beliefn.信念，其復(fù)數(shù)是beliefs)

33.beyond超過(guò)

34.biology生物

35.birthday生日

36.bravery勇敢

brave勇敢的

bravely勇敢地

37.broad寬闊的

38.broadcast廣播(broadcast;broadcast;)

39.care關(guān)心

careful小心的

carefully小心地

40.ceiling天花板

41.cinema電影院

42.celebrate慶祝

43.celebration慶祝n.

44.century世紀(jì)

45.challenge挑戰(zhàn)

46.character性格

47.charge收費(fèi)

bechargeof/takechargeof管理…

48.comfortv.&n.安慰

comfortable舒適的adj.

comfortablyadv.舒適地

50.comment評(píng)論

51.communicate（vt）

communication(n)交流

52.competition競(jìng)賽(competev.競(jìng)賽competitor競(jìng)賽者)

53.composition作文

54.concert音樂會(huì)

55.concludev.conclusionn.結(jié)論

56.condition情況(conditions條件)

57.concern關(guān)心

(vt)

58.congratulations祝賀(congratulatev.)

59.constant不斷的

constantly不斷地

60.construction(建設(shè))

61.continue繼續(xù)

62.contribution貢獻(xiàn)

(contributev.)

makecontributionsto對(duì)…做出貢獻(xiàn)

63.convenient(adj.)方便的

conveniently方便地

64.conversation談話

65.coughing咳嗽

66.cousin表兄弟

67.cruel的(adj.cruelly殘酷地adv.)

68.curious好奇的(curiosityn.好奇)

69.culture（cultural文化的adj.）

70.customer顧客

72.custom習(xí)俗

73.destroy毀滅(其過(guò)去式是destroyed)

74.declare宣稱

75.delicious美味

76.damage損壞

77.determined有決心的

bedeterminedtodosth決心做某事

78.develop發(fā)展(developmentn.

developing發(fā)展中的，developed發(fā)達(dá)的)

79.dialogue對(duì)話

80.diary日記(dairy奶制品)

81.difference不同點(diǎn)(復(fù)數(shù)differences)

different不同的

differently不同地differfrom

bedifferentfrom

makedifferences

82.disappointed失望的(disappointing讓人失望的)

83.disappointment失望

84.discovery發(fā)現(xiàn)(復(fù)數(shù)discoveries，動(dòng)詞discover，發(fā)現(xiàn)者discoverer)

85.disturb打擾

86.dollar美元(其復(fù)數(shù)是dollars)

87.downstairs樓下

upstairs樓上

88.dream夢(mèng)想(其過(guò)去式是dreamed或dreamt)

89.electricity電(electrical電的，electric電的)

90.employ雇用(employmentn.

employer雇主，employee雇員)

91.empty倒空(可用動(dòng)詞，其過(guò)去式是emptied)

92.encourage鼓勵(lì)(encouraging,encouraged,encouragementn.)

encouragesbtodosth鼓勵(lì)某人做某事

93.energy能量

94.envelope信封

95.envyn.妒忌

96.equal(平等的)

equality平等

97.equipment設(shè)備

98.especially尤其是

99.essential(重要的)

100.European歐洲人

101.event事件

107.expert專家

102.excellent極好(excellencen.excellentlyadv.)

104.exhibition展覽

105.expense耗費(fèi)

expensive昂貴的

106.experience經(jīng)驗(yàn)/經(jīng)歷(experienced有經(jīng)驗(yàn)的)

anunusualexperience一次不同尋常的經(jīng)歷

havemuchexperience經(jīng)驗(yàn)豐富

108.express(vt)表達(dá)expression

(n)

138.impress印象impression(n.)

109.fail

v.失敗failure

n.失敗

failtodosth沒做成某事

110.familiar(熟悉的)

befamiliarto/with

112.favorite最喜愛的

flexible靈活的

113.figure人物/數(shù)字

114.finger手指

115.flight飛行

116.forehead前額

117.foreign(外國(guó)的)

118.fortunate幸運(yùn)的

fortunately幸運(yùn)地

unfortunately不幸運(yùn)地

119.forward向前

120.freezing極冷的(frozen冷凍的)

121.frequently經(jīng)常地

122.furniture家具123.far遠(yuǎn)的further進(jìn)一步的

124.generally大概

generallyspeaking一般來(lái)說(shuō)

125.geography地理

126.Germany德國(guó)

127.government政府

128.gradual逐漸的

gradually逐漸地

129.graduation畢業(yè)(graduatefrom畢業(yè)于)

130.grammar語(yǔ)法

131.habit習(xí)慣

formahabitof養(yǎng)成…習(xí)慣

132.handkerchief手絹)

133.honest誠(chéng)實(shí)的honesty誠(chéng)實(shí)

134.honor/honour榮譽(yù)

135.imagination想象力(imaginev.)

136.immediate(立即的)

immediately馬上(adv)

139.incident小事件

140.including包括(includev.)

141．independent獨(dú)立的

142.industry工業(yè)(industrialadj.工業(yè)的)

143.information信息

144.instrument儀器

145.institute學(xué)院

146.inspire激勵(lì)(inspirationn.inspiring鼓舞人心的,inspired受鼓舞的)

147.interest興趣

interesting有興趣的

beinterestedin對(duì)…感興趣

148.interrupt打斷

150.introduce介紹(introductionn.)

151.regular規(guī)則的

irregular不規(guī)則的

152.journey旅程

153.judge判斷(judgment)

judgingfrom根據(jù)…來(lái)判斷

154.kindergarten幼兒園

155.knowledge知識(shí)

156.labor/labour勞動(dòng)

157.late遲的

late1y最近

158.laugh笑

laughter笑聲

159.law法律

lawyer律師

legal合法的

illegal非法的

160.library圖書館

librarian圖書館理員

161.lose掉失,（lost，lost）

loss損失n.

162.luck幸運(yùn)lucky幸運(yùn)的

luckily幸運(yùn)地

163.magazine雜志

164.majority(大多數(shù))

166.manage設(shè)法(manager經(jīng)理,management管理)

managetodo設(shè)法做到..

167.market(市場(chǎng))

supermarket超市

168.marriage結(jié)婚(marryv.結(jié)婚，married已婚的)

getmarriedto與某人結(jié)婚

169.material(s)材料)

171.mayor市長(zhǎng)

172.mean(意味、打算)

meaning意義meaningful有意義的

173.measure測(cè)量

takemeasures采取措施

174.medal獎(jiǎng)?wù)?比較：model模型metal金屬)

175.memory記憶力(memorizev.記住，remember記得)

176.message口信

178.modern現(xiàn)代的

179.modest謙虛的

180.monitor班長(zhǎng)

181.moustache胡子

182.murder謀殺(murderer兇手)

183.music音樂musical音樂的

musician音樂家

184.mysterious神秘的(mystery神秘)

185.nationality國(guó)籍

(nation國(guó)家，national國(guó)家的)

186.nature自然

natural自然的)

187.naughty淘氣的

188.)normal正常的

190.necessary必要

itisnecessaryforsbtodosth某人有必要做某事

191.obey(遵守)

break違反

192.obvious明顯的

obviously明顯地

193.offer主動(dòng)提供)

offertodosth主動(dòng)做某事

194.operate動(dòng)手術(shù)

operation手術(shù)

195.opportunity機(jī)會(huì)（=chance）

196.ordinary普通的

197.organize/organise(組織)

organization組織

198.particularly特別是

199.passenger旅客

200.problem難題question問題

201.patience耐心patient耐心的；病人

(patiently耐心地)

203.perfect完美（的）(perfectly)

Practicemakesperfect.熟能生巧

204.perform(表演)

205.perhaps或許

206.period時(shí)期

207.permit許可vt

permission許可n

208.persuaded(說(shuō)服)

209.phenomenon現(xiàn)象

phenomena現(xiàn)象（復(fù)數(shù)）

210.physicist物理學(xué)家

211.pilot(飛行員)

212.poisonous有毒的(poison)213.political政治的(politics)

214.popular受歡迎的

215.population人口

216.position職位

217.possibility(-ies)可能性(possible可能的)218.poverty貧窮n(poor貧窮的)220.practice實(shí)踐

practical(可實(shí)施的，實(shí)際的)

221.prepare（準(zhǔn)備)

preparation

222.press壓/按

pressure(壓力)

223.pretend假裝

pretendtodosth假裝做某事

224.professor教授

225.profit利潤(rùn)

226.progress進(jìn)步makegoodprogress進(jìn)步很大

227.pronounce發(fā)音

pronunciation(n.發(fā)音)

228.provide提供(比較：supply/providesbwithsth

offersbsth提供某人某物,

229.public公眾

230.purpose目的

onpurpose故意地

231.quality質(zhì)量/素質(zhì)

232.quantity（數(shù)量

233.realize(實(shí)現(xiàn)vt)

reality

n.現(xiàn)實(shí)

234.receive收到

235.recently(最近=lately)

236.recycle(循環(huán)再用)

237.recognize認(rèn)出

238.regards問候

givemyregardstosb請(qǐng)帶我向某人問候

239.remind提醒remindsbofsth提醒某人某物

240.repeat

vt.重復(fù)(repetition

n.重復(fù))

241.respect尊敬

242.restaurant餐館

244.satisfaction滿意(satisfy,satisfied,satisfying)

246.Saturday(星期六)

247.scientific科學(xué)的

248.scientific科學(xué)的

249.secretary秘書

250.secretly(秘密地)

251.separately單獨(dú)地

252.separate(單獨(dú)的adj、分開vt)

253.serious嚴(yán)重的(seriously)

254.serve(v)–service(n)服務(wù)

255.shortcoming缺點(diǎn)

256.silence安靜(silent安靜的-silently安靜地)

257.succeed(vi)成功success