(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111624933.4 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 航天科工智能运 筹与信息安全研究 院 （武汉） 有限公司 地址 430040 湖北省武汉市临 空港经济技 术开发区五环大道6 66号 (72)发明人 张克　张虎　刘同林　吴康　王峰　 王喆　周爱民　杜欣　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 代理人 刘瑞东 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于自适应局部搜索的约束区域均匀 试验设计方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于自适应局部搜索的约 束区域均匀试验设计方法， 属于技术领域。 本发 明提出的局部搜索策略是根据均匀程度提出的 生成子代的方式， 相比传统方式， 可以更有效地 发掘有助于提升种群均匀性的个体。 本专利设计 了一种新的提升种群均匀性的策略， 有效降低了 时间复杂度， 并且可 以求得均匀性更好的解集； 本专利针对等式约束和强约束问题进行了特殊 处理， 可以在许多等式约束和强约束问题上得到 更好的结果。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114282378 A 2022.04.05 CN 114282378 A 1.一种基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在于， 该方法包括 如下步骤： 步骤1、 根据实验方案数量， 生成对应数量的可 行解群体， 作为步骤2的初始群 体； 步骤2、 基于自适应局 部搜索的策略， 对当前群体中的所有父代个体Pi进行局部搜索得 到新的子代采样点Qi， 并基于局部更新的策略， 根据Pi和Qi的最小距离来选择对提升均匀性 帮助更大的个体； 所述步骤2采用基于局部 搜索的策略来 生成子代个 体， 详细步骤如下： 步骤2.1、 计算所有父代个 体Pi与其他个体间的最小距离以及距离最近的个 体Piclose； 步骤2.2、 对每 个父代个 体Pi进行局部 搜索得到 子代个体Qi。 2.如权利要求1所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2.2基于自适应的策略来进 行局部搜索， 并根据父代个体间的最小距离以及距 离最近的个 体来自适应 计算搜索步长以及搜索方向。 3.如权利要求2所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2.2具体包括： 1)每个个体Pi的搜索步长disi计算如下： 若Pi的最小距离大于当前所有父代个体最小距离的平均值， 则Pi的搜索步长为Pi的最 小距离与当前所有父代个体最小距离最小值的差值； 若Pi的最小距离小于当前所有父代个 体最小距离的平均值， 则Pi的搜索步长为Pi的最小距离与当前所有父代个体最小距离最大 值的差值； disi具体计算公式如下： 其中dis代表Pi的搜索步长， di为计算过程中的中间值， N代表群体数量， mindi代表Pi与 其他父代间距离的最小值， distance(Pi,Pj)代表Pi与Pj间的欧式距离； 2)每个个体Pi的搜索方向为： 向与距离最近的个体Piclose相远离的任意方向， 具体计算 公式如下： s＝rand{ω|ω ·ωiclose<0} ωiclose＝Piclose‑Pi 其中， s代表Pi的搜索方向， ω代表不同个体之间的方向向量， 为m维单位向量， m维为问 题自变量维度， ωiclose代表Pi出发到Piclose的方向向量， Piclose代表与Pi欧式距离最小的父代 个体。 4.如权利要求3所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2 通过多次局部搜索来确保产生的子代一定是可行解； 针对等式约束或强约束 问题， 当多次局部搜索的结果均为不可行解时， 通过采用一次单独的差分算法来求解可行权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282378 A 2方向。 5.如权利要求4所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述单独的差分算法具体包括： 1)在对Pi进行一次局部搜索后， 检查子代Qi是可行解还是不可行解， 若Qi为可行解， 则 对Pi的局部搜索结束； 若Qi为不可行解， 则重新对Pi进行局部 搜索； 2)在对Pi进行了若干次局部搜索得到的都是不可行解时， 以所有m维单位向量为搜索空 间， 将向量对应的子代约束违反程度作为 目标函数运行差分算法， 目的是找到可以生成可 行解的搜索方向。 6.如权利要求3所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2采取基于最小距离局部替换的策略来进行种群的更新。 7.如权利要求6所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2还包括： 步骤2.3、 计算子代个 体Qi到除Pi外其他父代个 体Pj的最小距离 计算公式如下： 步骤2.4、 若 则用Qi替代Pi， 完成了一次局部更新。 8.如权利要求6或7所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征 在于， 所述步骤2 当子代个体Qi满足既定的条件， 选择采用全局替换的策略而 非局部替换策 略来进行 更新。 9.如权利要求9所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 所述子代个体Qi满足既定的条件为： Qi到父代所有个体Pj的最小距离大于父代个体最小 距离的最小值， 全局替换的策略为： 删去群体所有个体中最小距离最小的个体Pi， 再将Qi加 入群体。 10.如权利要求3所述的基于自适应局部搜索的约束区域均匀试验设计方法， 其特征在 于， 对于一个种群， 均匀性较好的个体搜索步长应较小， 而均匀性较差的个体搜索步长应较 大； 当一个个体的最小距离较小时， 需较大的搜索步长； 当一个个体的最小距离较大时， 该 个体可能处于较为稀疏的区域， 也需加大搜索步长， 跳出局部最优； 搜索步长的计算 公式如 下： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282378 A 3