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Parallel compact artificial protozoa optimizer algorithm and its application in 3D coverage
DOI:10.1016/j.iswa.2026.200645.png)
摘要
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目前,无线传感器网络正处于持续发展之中,其应用场景已扩展至多个领域。因此,提高网络服务质量具有重要意义,而节点覆盖优化是实现这一目标的重要途径。然而,现有元启发式求解方法在处理该高维优化问题时,由于种群维护需要大量内存,且易陷入局部最优,因此在实际部署中难以同时满足效率和精度的双重要求。为有效解决上述瓶颈,本研究提出一种改进的人工原生动物优化器算法,该算法融合了并行通信机制和紧凑模型。该算法采用紧凑策略,使用概率模型替代传统种群,从而显著降低内存消耗。此外,引入并行通信策略以增强全局搜索能力,有效避免陷入局部最优。研究采用CEC2022和CEC2014基准测试函数进行广泛实验,涵盖10维、20维和100维空间。提出的并行紧凑人工原生动物优化器(PCAPO)算法与当前先进算法进行比较,包括紧凑粒子群优化(CPSO)、紧凑蝙蝠算法(CBA)、紧凑正弦余弦算法(CSCA)、并行CSCA、并行紧凑鹈鹕优化算法、紧凑布谷鸟搜索和紧凑鸽群启发优化。统计结果显示,在100维测试的30个函数中,PCAPO在22个函数中达到最优平均适应度,并在10维测试的所有12个函数中优于CPSO和CBA。这表明改进算法在探索能力和收敛性能方面优于同类算法。最后,将改进算法应用于3D覆盖问题和压缩弹簧设计问题,结果表明,与其他方法相比,改进的优化器实现了显著更高的覆盖效率及最优设计参数。
Keyword:
Artificial protozoa optimizer
Compact strategy
Metaheuristic algorithms
Parallel communication strategy
Wireless sensor network
3D coverage
期刊
I
IF:
4.3
论文数:
92
被引数:
0
机构
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