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本期介绍一种新的元启发式算法——吕佩尔狐优化算法Rppell’s fox optimizer#xff0c;RFO。RFO的灵感来自于吕佩尔狐狸在白天和晚上自然而聪明的集体觅食行为。优化器利用吕佩尔狐敏锐的视觉、听觉和嗅觉对其各种主要觅食活动进行数学模拟#xff0c;在优化过程中兼顾…引言
本期介绍一种新的元启发式算法——吕佩尔狐优化算法Rüppell’s fox optimizerRFO。RFO的灵感来自于吕佩尔狐狸在白天和晚上自然而聪明的集体觅食行为。优化器利用吕佩尔狐敏锐的视觉、听觉和嗅觉对其各种主要觅食活动进行数学模拟在优化过程中兼顾探索和利用两个方面。于2025年4月最新发表在JCR 1区中科院3区 SCI计算机类期刊 Cluster Computing。 本节解释了所提出的RFO算法的数学模型该算法的创建是为了阐明吕佩尔狐狸的觅食行为同时利用它们所有非凡的狩猎和跟踪技能。
1. 初始化和其他群优化算法一样采用随机初始化。 2. 在白天寻找猎物在白天吕佩尔狐更多地利用它们的视觉而不是听觉来定位猎物。吕佩尔狐在白天的视力也比晚上好这使得它们在白天比在晚上更有好处。然而狐狸在白天可能找不到基于这两种行为的猎物。
2.1 用视觉进行搜索在这种情况下吕佩尔狐狸必须在搜索空间的随机位置漫游以寻找猎物。狐的位置根据它们与猎物位置相关的运动活动而变化。这种行为可以建模 2.2 随眼睛旋转的随机位置正如已经提到的吕佩尔狐狸可以在超过260°的角度上注意到周围的食物来源因为它们的眼睛是旋转的。人们可以理解狐狸会根据猎物的位置调整自己的位置通过计算模拟猎物的搜索行为利用它们眼睛的旋转特征。这种行为可以用数学方法模拟如下所示 2.3 用听觉搜索除了利用视觉的力量和转动特征在白天定位猎物外吕佩尔狐还利用它们的听觉在白天定位猎物但它们更强调使用视觉而不是听觉。此外狐狸在白天的听觉比晚上低这使得它们在白天比晚上更能从听觉中获益。然而狐狸可能不会在光天化日之下根据这两种行为找到猎物。然后狐狸不得不在随机的地方四处游荡寻找猎物。这些行为可以模拟如下 2.4 耳朵旋转的随机位置吕佩尔狐可能会利用耳朵旋转的特性来定位猎物。这使它们能够在最佳解决方案周围的圆形轨道上以150°的角度发现猎物。这种行为使得狐狸可以从任何方向听到猎物的声音每只耳朵都可以独立地探测到猎物。因此狐狸会根据耳朵听到的猎物的位置来调整自己的位置。这种行为可以用数学方法模拟如下所示 3. 在夜间寻找猎物吕佩尔狐经常借助其特殊的听觉和视觉感官来追捕和追踪猎物。当狐狸用它们的听觉和视觉来判断猎物的位置时无论猎物是移动的还是静止的它们都可以这样做。
3.1 用听觉寻找猎物在夜间吕佩尔狐狸更多地依靠听觉而不是视觉来寻找猎物。此外狐狸在晚上比在白天从他们的听觉中获得更多的利润因为他们在晚上有更好的听觉。然而基于这两种夜间行为吕佩尔狐狸可能找不到猎物。然后狐狸被迫在随机的位置和不同的方向觅食。 3.2 耳朵旋转的随机位置尽管它们在夜间有很强的听觉和视力来追踪和寻找猎物但狐狸的这两种行为可能无法找到猎物。然后狐狸被强制在搜索空间内的几个随机地点觅食。 3.3 用视觉进行搜索在这种情况下吕佩尔的狐狸在晚上漫步穿过它们的觅食区去追捕猎物。 3.4 随眼睛旋转的随机位置 4. 用气味定位猎物当一只吕佩尔狐接近猎物时它的嗅觉开始呈指数级增长直到它确定猎物可能的位置。 5. 移动到最优的吕佩尔狐狸保持最佳位置即最佳解决方案并根据最佳位置更新其他吕佩尔狐狸的位置。 6. 最坏情况下的动物行为通常情况下如果吕佩尔狐狸在邻近区域找不到猎物那么它们会在附近和远处搜索并试图移动到有希望的区域远离糟糕的区域。 RFO算法伪代码 参考文献
Braik, M., Al-Hiary, H. Rüppell’s fox optimizer: A novel meta-heuristic approach for solving global optimization problems. Cluster Comput 28, 292 (2025). https://doi.org/10.1007/s10586-024-04950-1.
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