Империалистический конкурентный алгоритм

В информатике оптимизационных империалистические конкурентные алгоритмы — это тип вычислительного метода, используемый для решения задач различного типа. ^[1]^[2] Как и большинство методов в области эволюционных вычислений , ICA не нуждается в градиенте функции в процессе оптимизации. С конкретной точки зрения ICA можно рассматривать как социальный аналог генетических алгоритмов (ГА). ICA — это математическая модель и компьютерное моделирование социальной эволюции человека , тогда как GA основаны на биологической эволюции видов.

Метафора

Рисунок 1. Блок-схема империалистического конкурентного алгоритма (ICA).

На рисунке 1 показана блок-схема империалистического конкурентного алгоритма. Этот алгоритм начинается с генерации набора возможных случайных решений в пространстве поиска задачи оптимизации. Сгенерированные случайные точки называются исходными странами . Страны в этом алгоритме являются аналогом Chromosome в GA и Particle в Particle Swarm Optimization (PSO), и это массив значений возможного решения задачи оптимизации. Функция стоимости задачи оптимизации определяет мощь каждой страны. В зависимости от своей мощи некоторые из лучших начальных стран (страны с наименьшим значением функции стоимости) становятся империалистами и начинают брать под контроль другие страны (называемые колониями ) и образуют первоначальные империи . ^[1]

Двумя основными операторами этого алгоритма являются Assimilation и Revolution . Ассимиляция приближает колонии каждой империи к империалистическому государству в пространстве социально-политических характеристик (пространство поиска оптимизации). Революция приводит к внезапным случайным изменениям положения некоторых стран в пространстве поиска. Во время ассимиляции и революции колония может занять лучшее положение и получить шанс взять под контроль всю империю и заменить нынешнее империалистическое состояние империи. ^[3]

Империалистическая конкуренция — еще одна часть этого алгоритма. Все империи стараются выиграть эту игру и завладеть колониями других империй. На каждом этапе алгоритма, в зависимости от их мощи, все империи имеют шанс взять под контроль одну или несколько колоний самой слабой империи. ^[1]

Алгоритм продолжает выполнение упомянутых шагов (Ассимиляция, Революция, Конкуренция) до тех пор, пока не будет выполнено условие остановки.

Алгоритм

Вышеупомянутые шаги можно обобщить в виде приведенного ниже псевдокода . ^[2]^[3]

0) Определим целевую функцию:  $f(\mathbf {x} ),\quad \mathbf {x} =(x_{1},x_{2},\dots ,x_{d});\,$ 1) Инициализация алгоритма. Сгенерируйте случайное решение в пространстве поиска и создайте начальные империи.    2) Ассимиляция: Колонии движутся к империалистическим государствам в разных направлениях.    3) Революция. В характеристиках некоторых стран происходят случайные изменения.    4) Обмен позициями между колонией и империалистами. Колония с лучшим положением, чем империалистическая,       имеет шанс взять под свой контроль империю, заменив существующего империалиста.    5) Империалистическая конкуренция: все империалисты соревнуются за завладение колониями друг друга.    6) Уничтожить бессильные империи. Слабые империи постепенно теряют свою власть и, наконец, будут уничтожены.    7) Если условие остановки выполнено, остановитесь, если нет, перейдите к шагу 2.8) Конец

См. также

Список метаэвристик, основанных на метафорах

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Аташпаз-Гаргари, Э.; Лукас, К. (2007). «Империалистический конкурентный алгоритм: алгоритм оптимизации, вдохновленный империалистической конкуренцией» (PDF) . Конгресс IEEE по эволюционным вычислениям . Том. 7. С. 4661–4666. ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Перейти обратно: ^а ^б Хоссейни, С.; Аль Халед, А. (2014). «Обзор метаэвристики империалистического конкурентного алгоритма: реализация в инженерной области и направления будущих исследований». Прикладные мягкие вычисления . 24 : 1078–1094. дои : 10.1016/j.asoc.2014.08.024 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Назари-Ширкуи, С.; Эйвази, Х.; Годси, Р.; Резаи, К.; Аташпаз-Гаргари, Э. (2010). «Решение проблемы аутсорсинга комплексной продукции с помощью нового метаэвристического алгоритма: империалистического конкурентного алгоритма». Экспертные системы с приложениями . 37 (12): 7615–7626. дои : 10.1016/j.eswa.2010.04.081 .

[ica_en_2007_cnf_atashpaz_ica_ica-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Аташпаз-Гаргари, Э.; Лукас, К. (2007). «Империалистический конкурентный алгоритм: алгоритм оптимизации, вдохновленный империалистической конкуренцией» (PDF) . Конгресс IEEE по эволюционным вычислениям . Том. 7. С. 4661–4666. ^{[ мертвая ссылка ]}

[ICA_2014_Survey-2] Перейти обратно: ^а ^б Хоссейни, С.; Аль Халед, А. (2014). «Обзор метаэвристики империалистического конкурентного алгоритма: реализация в инженерной области и направления будущих исследований». Прикладные мягкие вычисления . 24 : 1078–1094. дои : 10.1016/j.asoc.2014.08.024 .

[ica_en_2010_jnl_nazari_integrated_product_mix_outsourcing-3] Перейти обратно: ^а ^б Назари-Ширкуи, С.; Эйвази, Х.; Годси, Р.; Резаи, К.; Аташпаз-Гаргари, Э. (2010). «Решение проблемы аутсорсинга комплексной продукции с помощью нового метаэвристического алгоритма: империалистического конкурентного алгоритма». Экспертные системы с приложениями . 37 (12): 7615–7626. дои : 10.1016/j.eswa.2010.04.081 .

[1]

[2]

[3]