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针对传统蚁群算法容易陷入局部最优（即“早熟”现象）的问题，本文将小生境方法和蚁群算法相结合，提出了基于适应值共享的小生境蚁群算法。我们首先将其应用于多模态函数优化问题，并将寻优结果与传统蚁群算法以及小生境遗传算法进行对比，验证了该算法的有效性和较高的精确度。其次，基于水质模型，将改进的小生境蚁群算法应用于耗氧系数、复氧系数和BOD沉浮系数的参数反演计算。数值模拟结果表明该方法是一种精度高、收敛速度快且易于计算机实现的有效方法。