第3卷第3期 智能系统学报 Vol 3 Na 3 2008年6月 CAA I Transactions on Intelligent Systems Jun 2008 新型智能仿生模型 蚁群模型 高玮 (武汉工业学院土木工程系，湖北武汉430023) 摘要：智能仿生模型是一种多学科交叉的产物，其发展对很多相关学科的发展具有极大的促进作用.蚁群模型是 模拟自然界蚁群系统行为而提出的一种新型智能仿生模型，其研究在短短的10余年时间里得到了飞速发展，已成为 很多学科的研究热点.我国在这方面的研究尚没有全面开展，为此从仿生原理及实现途径入手，对蚁群模型的几大 模型算法进行了详细介绍，并对模型的发展进行了展望.其次，对蚁群模型的典型应用进行了说明，并对模型的最新 应用进行了介绍.最后，通过对其他几种仿生算法的介绍，进行了蚊群算法同粒子群算法、免疫算法及进化算法等的 比较研究，指出它们的相同点和差异之处.通过对蚁群模型的全面的介绍，以期促进该模型在我国的发展. 关键词：智能仿生模型：蚁群模型：学科交叉，生物原理 中图分类号：Q811.21文献标识码：A文章编号：1673-4785(2008)03027009 The intelligent bion ic model ant colony GAO Wei (Deparment of Civil Engineering.Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China) Abstract:mp roving the intelligent bionic ant cobny modelwill require multidisc plinary research,and so its devel opment will promote progress in related subjects The ant colny model,a new intelligent bionic model which mm- ics the behavior of an ant colony,has progressed substantially in the last ten years However,there has been no systematic study of this field in China To encourage more research this paper gives a detailed introduction o sever al major ant colony models according to their underlying bionic princ ples and smulation methods The latest devel- opments in this field are also described Then,typical applications of ant colny models are summarized,and new areas where they can be used are presented Finally,comparisons are made between the ant colny algorithm,the particle swam opti ization algorithm,the mmune algorithm,and the evolutionary algorithm.The si ilarities and differences beteen these algorithms are pointed out This comprehensive introduction should promote research on ant colony algorithms in China Keywords:intelligent bionic model ant colony model,subjects intersection;biolgical princ ples 随着自然科学的发展及人类对自然认识水平及的新学科包括人工生命(artificial lif论，ALFE)、计算 能力的提高，20世纪的科学出现了日新月异的新局智能(computational intelligence,.C)、生物信息学 面，科学研究领域出现了一些令人耳目一新的新趋(bioinfomatics)、自然计算(natural computation, 向.而学科的交叉及渗透是科学发展的源泉，随着各 NC)等，这些学科都在20世纪末期产生并迅速成为 学科的交叉及渗透，20世纪中、后期出现了大量新 各国学者的研究热点， 兴的边缘交叉学科.其中，生命科学与计算机科学的 本文主要介绍近来迅速发展的新学科一人工 结合产生出了大量新学科的火花).其中有代表性 生命、计算智能、生物信息学等产生出的一类新型算 法模型.由于这类算法模型可归结于智能科学的范 收稿日期：2007-11-10 围，从而均属于智能模型.而又由于这类新型算法模 基金项目：湖北省教育厅科研基金资助项目(D200618004) 通讯作者：高玮.Email:gaow@whpu edu cn 型主要基于仿生学原理，从而也可称为仿生模型.因 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 3卷第 3期 智 能 系 统 学 报 Vol. 3 №. 3 2008年 6月 CAA I Transactions on Intelligent System s Jun. 2008 新型智能仿生模型 ———蚁群模型 高 玮 (武汉工业学院 土木工程系 ,湖北 武汉 430023) 摘 要 :智能仿生模型是一种多学科交叉的产物 ,其发展对很多相关学科的发展具有极大的促进作用. 蚁群模型是 模拟自然界蚁群系统行为而提出的一种新型智能仿生模型 ,其研究在短短的 10余年时间里得到了飞速发展 ,已成为 很多学科的研究热点. 我国在这方面的研究尚没有全面开展 ,为此从仿生原理及实现途径入手 ,对蚁群模型的几大 模型算法进行了详细介绍 ,并对模型的发展进行了展望. 其次 ,对蚁群模型的典型应用进行了说明 ,并对模型的最新 应用进行了介绍. 最后 ,通过对其他几种仿生算法的介绍 ,进行了蚁群算法同粒子群算法、免疫算法及进化算法等的 比较研究 ,指出它们的相同点和差异之处. 通过对蚁群模型的全面的介绍 ,以期促进该模型在我国的发展. 关键词 :智能仿生模型 ;蚁群模型 ;学科交叉 ;生物原理 中图分类号 : Q811. 21 文献标识码 : A 文章编号 : 167324785 (2008) 0320270209 The intelligent bion ic model—ant colony GAO W ei (Department of Civil Engineering,W uhan Polytechnic University, W uhan 430023, China) Abstract: Imp roving the intelligent bionic ant colonymodelwill require multidiscip linary research, and so its devel2 opment will p romote p rogress in related subjects. The ant colony model, a new intelligent bionic modelwhich m im2 ics the behavior of an ant colony, has p rogressed substantially in the last ten years. However, there has been no systematic study of this field in China. To encourage more research this paper gives a detailed introduction to sever2 almajor ant colony models according to their underlying bionic p rincip les and simulation methods. The latest devel2 opments in this field are also described. Then, typ ical app lications of ant colony models are summarized, and new areas where they can be used are p resented. Finally, comparisons are made between the ant colony algorithm, the particle swarm op tim ization algorithm, the immune algorithm, and the evolutionary algorithm. The sim ilarities and differences between these algorithm s are pointed out. This comp rehensive introduction should p romote research on ant colony algorithm s in China. Keywords: intelligent bionic model; ant colony model; subjects intersection; biological p rincip les 收稿日期 : 2007211210. 基金项目 :湖北省教育厅科研基金资助项目 (D200618004). 通讯作者 :高 玮. E2mail: gaow@whpu. edu. cn. 随着自然科学的发展及人类对自然认识水平及 能力的提高 , 20世纪的科学出现了日新月异的新局 面 ,科学研究领域出现了一些令人耳目一新的新趋 向. 而学科的交叉及渗透是科学发展的源泉 ,随着各 学科的交叉及渗透 , 20世纪中、后期出现了大量新 兴的边缘交叉学科. 其中 ,生命科学与计算机科学的 结合产生出了大量新学科的火花 [ 1 ] . 其中有代表性 的新学科包括人工生命 ( artificial life, AL IFE)、计算 智能 ( computational intelligence, CI)、生物信息学 ( bioinformatics)、自 然 计 算 ( natural computation, NC)等 ,这些学科都在 20世纪末期产生并迅速成为 各国学者的研究热点. 本文主要介绍近来迅速发展的新学科 ———人工 生命、计算智能、生物信息学等产生出的一类新型算 法模型. 由于这类算法模型可归结于智能科学的范 围 ,从而均属于智能模型. 而又由于这类新型算法模 型主要基于仿生学原理 ,从而也可称为仿生模型. 因