基于自适应罚函数的QPSO算法的代谢通量评价-计算机应用研究.PDFVIP

第２９卷第４期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．４ ２０１２年４月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ａｐｒ．２０１２ 基于自适应罚函数的ＱＰＳＯ算法的代谢通量评估 龙海侠，张秀虹 （海南师范大学信息科学技术学院，海口５７１１５８） 摘　要：针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题，其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局 部最小点的复杂函数，提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的 方法解决约束条件，然后使用ＱＰＳＯ算法最小化内部代谢通量。用此算法评估谷氨酸棒杆菌的内部代谢通量并 与传统的优化算法来比较，实验结果证明了该算法的可行性和有效性。 关键词：代谢通量评估；带约束优化；量子粒子群优化算法；自适应罚函数 中图分类号：ＴＰ３０１６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１２）０４１２２７０３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１２．０４．００７ Ｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｑｕａｎｔｕｍｂｅｈａｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｅｌｆａｄａｐｔｉｖｅｐｅｎａｌｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ ＬＯＮＧＨａｉｘｉａ，ＺＨＡＮＧＸｉｕｈｏｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｉｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ５７１１５８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓｔｏａｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ，ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｗｈｉｃｈｉｓｎｏｎ ｌｉｎｅａｒａｎｄｎｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｂｌｅａｎｄｅｘｉｓｔｓｍｕｌｔｉｐｌｅｌｏｃａｌｍｉｎｉｍａｍａｋｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍａｓｐｅｃｉａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄ ｑｕａｎｔｕｍｂｅｈａｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＱＰＳＯ）ｗｉｔｈｓｅｌｆａｄａｐｔｉｖｅｐｅｎａｌｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｓｏｌｖｅ１３Ｃｂａｓｅｄｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘｅｓ ｔｉｍａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｈｅｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｔｏａｎｕｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｏｎｅ，ｂｙｐｅｎａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ ａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇａｓｉｎｇｌｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｔｕｒｎｗａｓｍｉｎｉｍｉｚｅｄｕｓｉｎｇＱＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｆｌｕｘｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘｅｓｏｆｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉｃｕａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎ ｔｉｏｎａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ；ｑｕａｎｔｕｍｂｅｈａｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ； ｓｅｌｆａｄａｐｔｉｖｅｐｅｎａｌｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ 　　代谢通量分析（ｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｌｕｘａｎａｌｙｓｉｓ，ＭＦＡ）是指导代谢 学规划相比，由于进化算法在解决高维问题时具有强大的有哪些信誉好的足球投注网站 工程的重要方法，其目的是在给定的细胞代谢模型的条