Сравнение способов инициализации начальных точек на генетическом алгоритме оптимизации

Бесплатный доступ

Способ инициализации начальных точек для алгоритмов оптимизации является одним из главных параметров. Сегодня используются способы инициализации начальных точек, основанные на стохастических алгоритмах разброса точек. В генетическом алгоритме точки представляют собой булевые строки. Эти строки формируются по-разному: напрямую с помощью случайных последовательностей (с равномерным законом распределения) или с помощью случайных последовательностей (с равномерным законом распределения) в пространстве вещественных чисел, а потом преобразуют вещественные числа в булевые. Спроектированы шесть алгоритмов построения многомерных точек для алгоритмов глобальной оптимизации - булевых строк, основанные как на стохастических, так и на неслучайных алгоритмах разброса точек. В первых четырех способах инициализации булевых строк использовался случайный закон распределения, а в четвертом и пятом способе инициализации использовался неслучайный способ формирования начальных точек - ЛПt последовательность. Применялось большое количество повторных запусков алгоритмов оптимизации. Использовалась достаточно высокая точность вычислений. Исследования проводились на генетическом алгоритме глобальной оптимизации. Использовались функция Акли, функция Растригина, функция Шекеля, функция Гриванка и функция Розенброка. Исследования проводились с использованием трех алгоритмов разброса начальных точек: ЛПt последовательность, UDC последовательность, равномерный случайный разброс. В работе использовались лучшие параметры генетического алгоритма глобальной оптимизации. На выходе получены массивы математических ожиданий и среднеквадратических отклонений качества решения для разных функции и оптимизационных алгоритмов. Цель анализа способов инициализации начальных точек для генетического оптимизационного алгоритма заключалась в нахождении экстремума одновременно быстро, точно, дешево и надёжно. Способы инициализации сравнивались между собой по математическому ожиданию и среднеквадратическому отклонению. Под качеством решения понимается среднестатистическая ошибка нахождения экстремума. Выявлен лучший способ инициализации начальных точек для генетического алгоритма оптимизации на данных тестовых функциях. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/arhiv/)

Еще

Генетический алгоритм оптимизации, способы инициализации точек

Короткий адрес: https://sciup.org/148321936

IDR: 148321936   |   DOI: 10.31772/2587-6066-2019-20-4-436-442

Список литературы Сравнение способов инициализации начальных точек на генетическом алгоритме оптимизации

  • Zaloga A. N., Yakimov I. S., Dubinin P. S. Multipopulation Genetic Algorithm for Determining Crystal Structures Using Powder Diffraction Data // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2018. Vol. 12, No. 1. P. 128-134.
  • Stanovov V., Akhmedova S., Semenkin E. Automatic Design of Fuzzy Controller for Rotary Inverted Pendulum with Success-History Adaptive Genetic Algorithm // 2019 International Conference on Information Technologies (InfoTech). IEEE, 2019. P. 1-4.
  • Genetic Algorithm for Automated X-Ray Diffraction Full-Profile Analysis of Electrolyte Composition on Aluminium Smelters / A. Zaloga et al. // Informatics in Control, Automation and Robotics 12th International Conference, ICINCO 2015 Colmar, France, July 21-23, 2015 Revised Selected Papers. Springer, Cham, 2016. P. 79-93.
  • Genetic algorithm optimized non-destructive prediction on property of mechanically injured peaches during postharvest storage by portable visible/shortwave near-infrared spectroscopy / X. Du et al. // Scientia Horticulturae. 2019. Vol. 249. P. 240-249.
  • Akhmedova S., Stanovov V., Semenkin E. Soft Island Model for Population-Based Optimization Algorithms // International Conference on Swarm Intelligence. Springer, Cham, 2018. P. 68-77.
Еще
Статья научная