Часть 3. Масштабирование функции приспособленности

Одним из центральных понятий при эволюционном моделировании является функция приспособленности. При оптимизации с помощью генетического алгоритма в качестве функции приспособленности используется критерий оптимальности решаемой. Для расчёта приспособленности особи её необходимо перекодировать в вещественную форму.

В большинстве случаев имеющийся формализованный вид критерия оптимальности может быть без проблем использован напрямую в качестве функции приспособленности. Тем не менее, иногда возникает необходимость в его предварительном преобразовании – масштабировании.

Масштабирование функции приспособленности чаще всего выполняется по двум причинам. Во-первых, для предотвращения преждевременной сходимости генетического алгоритма. Она заключается в том, что в популяции начинают доминировать лучшие, но не оптимальные особи. В этом случае через несколько поколений популяция окажется вырожденной, то есть будет состоять из копий одной из таких особей.

Во-вторых, в случаях, когда в популяции сохраняется значительная неоднородность, но средняя приспособленность популяции ненамного отличается от максимального значения. Здесь масштабирование функции приспособленности позволяет предупредить возникновение ситуации, в которой средние и наилучшие особи формируют примерно одинаковое количество потомков в новых поколениях.

Применяют три основных способа масштабирования:

– линейное;

– сигма-отсечение;

– степенное.

Линейное масштабирование заключается в таком преобразовании функции приспособленности, при котором её среднее значение до масштабирования было бы равно её среднему значению после него, а приспособленность лучшей особи отличалась бы от средней приспособленности в 1,2–2,0 раза. Для выполнения указанных требований специально подбирают коэффициенты a и b масштабирующей зависимости:

(6)

Сигма-отсечение – метод масштабирования, основанный на преобразовании функции приспособленности с помощью выражения (формула приведена для решения задачи максимизации):

(7)

где – средняя приспособленность популяции при её начальной генерации; c – малое натуральное число (как правило, из отрезка от 1 до 5); σ – стандартное (среднеквадратичное) отклонение принадлежностей особей по популяции.

Степенное масштабирование – это метод, при котором функция преобразуется к новой форме согласно выражению:

(8) ,

где γ – число, немногим большее единицы, например, 1,005. Оно подбирается эмпирически с учётом специфики решаемой задачи.

По материалам учебного пособия: 
Дударов С. П. Математические основы генетических алгоритмов: учеб. пособие/ С. П. Дударов. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. – 56 с.


Если у вас есть статья, заметка или обзор, которыми вы хотите поделиться с аудиторией нашего сайта, присылайте информацию на: neuronus.com@yandex.ru.
Гость, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


Свежее новое
  • На B-52 испытали новую гиперзвуковую ракету
  • Б-52 — знаменитый североамериканский бомбардировщик стратегического назначения. Минобороны США планирует оснастить этот самолет новейшим комплексом
  • Две погасшие звезды слились воедино и образовали одну, которая «ожила»
  • Можно ли из двух мертвых тел создать одно живое? Оказывается, это реально, если речь идет о звездах. Астрономы открыли такую редкую звезду, которая
  • Трансгенные грибы могут истреблять разносчиков малярии и других москитов
  • Ученые из США и Буркина-Фасо провели эксперименты, доказавшие эффективность нового средства от москитов. Это генномодифицированный гриб вида
  • Ролик о массовом взлете конвертопланов Osprey и вертолетов CH-53E завораживает
  • По сети гуляет видео, где несколько десятков летательных аппаратов ВМС Соединенных Штатов Америки демонстрируют слаженный взлет. Этот завораживающий
  • Ученые нашли окаменелость, которая сохранила целую стаю рыбок
  • В Америке нашли окаменелость, в которой «законсервирована» целая стайка рыбок. Они застыли в процессе движения, которое, как считают ученые, было
Последние комментарии
Ролик о массовом взлете конвертопланов Osprey и вертолетов CH-53E завораживает
Сколько раз я задавал вопрос про аварийную посадку конвертоплана,но так и не получил ответа. Если у него двигатели не повернутся вверх,то как он
5 необъяснимых для науки загадок
Ваша цитата: "Масса - это сконцентрированная Энергия. Энергия - это не сконцентрированная Масса".   Мой комментарий: Чтобы увеличить (в общем случае
Исследование показало: рождение ребенка старит женщину на 11 лет, а бездетные люди живут меньше
Корреляция в данном случае заключается в том что работает программа размножения. Программа размножения с точки зрения системы не дать умереть виду,
Сколько придется лететь со скоростью света до ближайшей звезды?
Ни какого замедления времени и ни какого сокращения расстояния не происходит при полёте в Космосе со скоростью близкой к скорости света, а тем более
Сколько придется лететь со скоростью света до ближайшей звезды?
Ближайшая звезда к нам, это Солнце. Расстояние порядка 150 млн. км. (Астрономическая единица). Несложные арифметические действия и "вуаля", получаем
Мы в социальных сетях
Статистика
3  
Всего статей 2003
1  
Всего комментариев 333
2  
Пользователей 118