Khiêu chuyển đáo nội dung

Lạp tử quần ưu hóa

本页使用了标题或全文手工转换
Duy cơ bách khoa, tự do đích bách khoa toàn thư

Lạp tử quần ưu hóa(Particle Swarm Optimization,PSO), hựu xưngLạp tử quần diễn toán pháp,Vi lạp quần toán pháp,Thị do J. Kennedy hòa R. C. Eberhart đẳng[1]Vu 1995 niên khai phát đích nhất chủng diễn hóa kế toán kỹ thuật, lai nguyên vu đối nhất cá giản hóa xã hội mô hình đích mô nghĩ. Kỳ trung “Quần ( swarm )” lai nguyên vu vi lạp quần phù hợp M. M. Millonas tại khai phát ứng dụng vuNhân công sinh mệnh( artificial life ) đích mô hình thời sở đề xuất đích quần thể trí năng đích 5 cá cơ bổn nguyên tắc. “Lạp tử ( particle )” thị nhất cá chiết trung đích tuyển trạch, nhân vi kí nhu yếu tương quần thể trung đích thành viên miêu thuật vi một hữu chất lượng, một hữu thể tích đích, đồng thời dã nhu yếu miêu thuật tha đích tốc độ hòa gia tốc trạng thái.

PSO toán pháp tối sơ thị vi liễu đồ hình hóa địa mô nghĩ điểu quần ưu mỹ nhi bất khả dự trắc đích vận động. Nhi thông quá đối động vật xã hội hành vi đích quan sát, phát hiện tại quần thể trung đối tín tức đích xã hội cộng hưởng đề cung nhất cá diễn hóa đích ưu thế, tịnh dĩ thử tác vi khai phát toán pháp đích cơ sở[1].Thông quá gia nhập cận lân đích tốc độ thất phối, tịnh khảo lự liễu đa duy sưu tác hòa căn cư cự ly đích gia tốc, hình thành liễu PSO đích tối sơ bản bổn. Chi hậu dẫn nhập liễu quán tính quyền trọngwLai canh hảo đích khống chế khai phát ( exploitation ) hòa tham tác ( exploration ), hình thành liễu tiêu chuẩn bản bổn. Vi liễu đề cao lạp quần toán pháp đích tính năng hòa thật dụng tính, trung sơn đại học, ( anh quốc ) cách lạp tư ca đại học đẳng hựu khai phát liễu tự thích ứng ( Adaptive PSO ) bản bổn[2]Hòa ly tán ( discrete ) bản bổn[3].

PSO toán pháp chúc ô nhất chủngVạn năng khải phát thức diễn toán pháp,Năng cú tại một hữu đắc tri thái đa vấn đề tư tấn đích tình huống hạ, hữu hiệu đích sưu tầm cụ hữu bàng đại giải không gian đích vấn đề tịnh trảo đáo hầu tuyển giải, đãn đồng thời bất bảo chứng kỳ trảo đáo đích tối giai giải vi chân thật đích tối giai giải.

Toán pháp nguyên lý

[Biên tập]

PSO toán pháp thị cơ vu quần thể đích, căn cư đối hoàn cảnh đích thích ứng độ tương quần thể trung đích cá thể di động đáo hảo đích khu vực. Nhiên nhi tha bất đối cá thể sử dụng diễn hóa toán tử, nhi thị tương mỗi cá cá thể khán tác thị D duy sưu tác không gian trung đích nhất cá một hữu thể tích đích vi lạp ( điểm ), tại sưu tác không gian trung dĩ nhất định đích tốc độ phi hành, giá cá tốc độ căn cư tha bổn thân đích phi hành kinh nghiệm hòa đồng bạn đích phi hành kinh nghiệm lai động thái điều chỉnh. Đệ i cá vi lạp biểu kỳ vi Xi=(xi1,xi2,…, xiD), tha kinh lịch quá đích tối hảo vị trí ( hữu tối hảo đích thích ứng trị ) ký vi Pi= (pi1,pi2,…, piD), dã xưng vi pbest. Tại quần thể sở hữu vi lạp kinh lịch quá đích tối hảo vị trí đích tác dẫn hào dụng phù hào g biểu kỳ, tức Pg,Dã xưng vi gbest. Vi lạp i đích tốc độ dụng Vi= (vi1,vi2,…, viD) biểu kỳ. Đối mỗi nhất đại, tha đích đệ d+1 duy ( 1 ≤ d+1 ≤ D ) căn cư như hạ phương trình tiến hành biến hóa: 

vid+1= w∙vid+c1∙rand()∙(pid-xid)+c2∙Rand()∙(pgd-xid) (1a)
xid+1= xid+vid+1(1b)


Kỳ trung w vi quán tính quyền trọng ( inertia weight ), c1Hòa c2Vi gia tốc thường sổ ( acceleration constants ), rand() hòa Rand() vi lưỡng cá tại [0,1] phạm vi lí biến hóa đích tùy cơ trị.

Thử ngoại, vi lạp đích tốc độ Vi bị nhất cá tối đại tốc độ VmaxSở hạn chế. Như quả đương tiền đối vi lạp đích gia tốc đạo trí tha đích tại mỗ duy đích tốc độ vidSiêu quá cai duy đích tối đại tốc độ vmax,d,Tắc cai duy đích tốc độ bị hạn chế vi cai duy tối đại tốc độ vmax,d.

Đối công thức ( 1a ), đệ nhất bộ phân vi vi lạp tiên tiền hành vi đích quán tính, đệ nhị bộ phân vi “Nhận tri( cognition )” bộ phân, biểu kỳ vi lạp bổn thân đích tư khảo; đệ tam bộ phân vi “Xã hội ( social )” bộ phân, biểu kỳ vi lạp gian đích tín tức cộng hưởng dữ tương hỗ hợp tác.

“Nhận tri” bộ phân khả dĩ do Thorndike đíchHiệu ứng pháp tắc( law of effect ) sở giải thích, tức nhất cá đắc đáo gia cường đích tùy cơ hành vi tại tương lai canh hữu khả năng xuất hiện. Giá lí đích hành vi tức “Nhận tri”, tịnh giả thiết hoạch đắc chính xác đích tri thức thị đắc đáo gia cường đích, giá dạng đích nhất cá mô hình giả định vi lạp bị kích lệ trứ khứ giảm tiểu ngộ soa.

“Xã hội” bộ phân khả dĩ do Bandura đíchThế đại cường hóa( vicarious reinforcement ) sở giải thích. Căn cư cai lý luận đích dự kỳ, đương quan sát giả quan sát đáo nhất cá mô hình tại gia cường mỗ nhất hành vi thời, tương tăng gia tha thật hành cai hành vi đích kỉ suất. Tức vi lạp bổn thân đích nhận tri tương bị kỳ tha vi lạp sở mô phảng.

PSO toán pháp sử dụng như hạ tâm lý học giả thiết: Tại tầm cầu nhất trí đích nhận tri quá trình trung, cá thể vãng vãng ký trụ tự thân đích tín niệm, tịnh đồng thời khảo lự đồng sự môn đích tín niệm. Đương kỳ sát giác đồng sự đích tín niệm giác hảo đích thời hầu, tương tiến hành thích ứng tính địa điều chỉnh.

Tiêu chuẩn PSO đích toán pháp lưu trình như hạ:

  1. Sơ thủy hóa nhất quần vi lạp ( quần thể quy mô vi m ), bao quát tùy cơ đích vị trí hòa tốc độ;
  2. Bình giới mỗi cá vi lạp đích thích ứng độ;
  3. Đối mỗi cá vi lạp, tương tha đích thích ứng trị hòa tha kinh lịch quá đích tối hảo vị trí pbest đích tác bỉ giác, như quả giác hảo, tắc tương kỳ tác vi đương tiền đích tối hảo vị trí pbest;
  4. Đối mỗi cá vi lạp, tương tha đích thích ứng trị hòa toàn cục sở kinh lịch tối hảo vị trí gbest đích tác bỉ giác, như quả giác hảo, tắc trọng tân thiết trí gbest đích tác dẫn hào;
  5. Căn cư phương trình ( 1 ) biến hóa vi lạp đích tốc độ hòa vị trí;
  6. Như vị đạt đáo kết thúc điều kiện ( thông thường vi túc cú hảo đích thích ứng trị hoặc đạt đáo nhất cá dự thiết tối đại đại sổ Gmax), hồi đáo ( 2 ).

Toán pháp tham sổ

[Biên tập]

PSO tham sổ bao quát: Quần thể quy mô m, quán tính quyền trọng w, gia tốc thường sổ c1Hòa c2,Tối đại tốc độ Vmax,Tối đại đại sổ Gmax.

VmaxQuyết định tại đương tiền vị trí dữ tối hảo vị trí chi gian đích khu vực đích phân biện suất ( hoặc tinh độ ). Như quả VmaxThái cao, vi lạp khả năng hội phi quá hảo giải, như quả VmaxThái tiểu, vi lạp bất năng tiến hành túc cú đích tham tác, đạo trí hãm nhập cục bộ ưu trị. Cai hạn chế hữu tam cá mục đích: Phòng chỉ kế toán dật xuất; thật hiện nhân công học tập hòa thái độ chuyển biến; quyết định vấn đề không gian sưu tác đích lạp độ.

Quán tính quyền trọng w sử vi lạp bảo trì vận động đích quán tính, sử kỳ hữu khoách triển sưu tác không gian đích xu thế, hữu năng lực tham tác tân đích khu vực.

Gia tốc thường sổ c1 hòa c2 đại biểu tương mỗi cá vi lạp thôi hướng pbest hòa gbest vị trí đích thống kế gia tốc hạng đích quyền trọng. Đê đích trị duẫn hứa vi lạp tại bị lạp hồi lai chi tiền khả dĩ tại mục tiêu khu vực ngoại bồi hồi, nhi cao đích trị đạo trí vi lạp đột nhiên đích trùng hướng hoặc giả việt quá mục tiêu khu vực.

Như quả một hữu hậu lưỡng bộ phân, tức c1= c2= 0, vi lạp tương nhất trực dĩ đương tiền đích tốc độ phi hành, trực đáo đáo đạt biên giới. Do vu tha chỉ năng sưu tác hữu hạn đích khu vực, tương ngận nan trảo đáo hảo đích giải.

Như quả một hữu đệ nhất bộ phân, tức w = 0, tắc tốc độ chỉ thủ quyết vu vi lạp đương tiền đích vị trí hòa tha môn lịch sử tối hảo vị trí pbest hòa gbest, tốc độ bổn thân một hữu ký ức tính. Giả thiết nhất cá vi lạp vị vu toàn cục tối hảo vị trí, tha tương bảo trì tĩnh chỉ. Nhi kỳ tha vi lạp tắc phi hướng tha bổn thân tối hảo vị trí pbest hòa toàn cục tối hảo vị trí gbest đích gia quyền trung tâm. Tại giá chủng điều kiện hạ, vi lạp quần tương thống kế đích thu súc đáo đương tiền đích toàn cục tối hảo vị trí, canh tượng nhất cá cục bộ toán pháp.

Tại gia thượng đệ nhất bộ phân hậu, vi lạp hữu khoách triển sưu tác không gian đích xu thế, tức đệ nhất bộ phân hữu toàn cục sưu tác đích năng lực. Giá dã sử đắc w đích tác dụng vi châm đối bất đồng đích sưu tác vấn đề, điều chỉnh toán pháp toàn cục hòa cục bộ sưu tác năng lực đích bình hành.

Như quả một hữu đệ nhị bộ phân, tức c1= 0, tắc vi lạp một hữu nhận tri năng lực, dã tựu thị “Chỉ hữu xã hội ( social-only )” đích mô hình. Tại vi lạp đích tương hỗ tác dụng hạ, hữu năng lực đáo đạt tân đích sưu tác không gian. Tha đích thu liễm tốc độ bỉ tiêu chuẩn bản bổn canh khoái, đãn thị đối phục tạp vấn đề, bỉ tiêu chuẩn bản bổn canh dung dịch hãm nhập cục bộ ưu trị điểm.

Như quả một hữu đệ tam bộ phân, tức c2= 0, tắc vi lạp chi gian một hữu xã hội tín tức cộng hưởng, dã tựu thị “Chỉ hữu nhận tri ( cognition-only )” đích mô hình. Nhân vi cá thể gian một hữu giao hỗ, nhất cá quy mô vi m đích quần thể đẳng giới vu m cá đan cá vi lạp đích vận hành. Nhân nhi đắc đáo giải đích kỉ suất phi thường tiểu.

Thu liễm tính

[Biên tập]

Thu liễm tính đích sổ học chứng minh bang trợ liễu PSO đích phát triển hòa ứng dụng[4],Đãn thử loại phân tích cụ hữu ngận đại đích cục hạn tính[5].Vi PSO gia nhập chính giao học tập hậu, toán pháp đích toàn cục thu liễm, thu liễm tinh độ cập ổn kiện khả kháo tính đô đắc đáo liễu đề cao[6].

Ngoại bộ liên tiếp

[Biên tập]

Tham khảo văn hiến

[Biên tập]
  1. ^1.01.1 Kennedy, J.; Eberhart, R.Particle swarm optimization.Neural Networks, 1995. Proceedings., IEEE International Conference on (IEEE). 1995,4:1942–1948.ISBN0-7803-2768-3.doi:10.1109/ICNN.1995.488968.
  2. ^Zhan, Z-H.; Zhang, J.; Li, Y; Chung, H.S-H.Adaptive Particle Swarm Optimization(PDF).IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 2009,39(6): 1362–1381[2014-02-02].doi:10.1109/TSMCB.2009.2015956.( nguyên thủy nội dungTồn đương(PDF)Vu 2017-05-17 ).
  3. ^ Shen, Meie, Zhan, Zhi-Hui, Chen, Wei-Neng, Gong, Yue-Jiao, Zhang, Jun, and Li, Yun.Bi-velocity discrete particle swarm optimization and its application to multicast routing problem in communication networks(PDF).IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014, (March): 1362–1381.doi:10.1109/TIE.2014.2314075.(Nguyên thủy nội dung(PDF)Tồn đương vu 2014-10-08 ).
  4. ^ Clerc, M.; Kennedy, J. The particle swarm - explosion, stability, and convergence in a multidimensional complex space. IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2002,6(1): 58–73.doi:10.1109/4235.985692.
  5. ^Pedersen, M.E.H.; Chipperfield, A.J.Simplifying particle swarm optimization(PDF).Applied Soft Computing. 2010,10(2): 618–628[2014-02-02].doi:10.1016/j.asoc.2009.08.029.(Nguyên thủy nội dung(PDF)Tồn đương vu 2014-01-24 ).
  6. ^Zhan, Z-H.; Zhang, J.; Li, Y; Shi, Y-H.Orthogonal Learning Particle Swarm Optimization(PDF).IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2011,15(6): 832–847[2014-02-02].doi:10.1109/TEVC.2010.2052054.( nguyên thủy nội dungTồn đương(PDF)Vu 2020-08-06 ).
Kiểm tác tự “https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title= lạp tử quần ưu hóa &oldid=81032794”