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重新审视全局随机优化中的“适者生存”原则:合并各向异性突变。 (英语) Zbl 07793574号

概述:全局随机优化的进化方法在文献中非常流行,具有各种实际应用,包括自然灾害建模。为了提高优化的效率,高级算法寻求融合群体的异质性(试验点),并考虑更复杂的突变和重组场景。另一方面,现有的进化算法大多存在着无法保证收敛到全局极值的主要缺点,换句话说,这些算法是纯启发式的。在这里,我们提出了一种使用进化算法进行全局随机优化的新方法,在该方法中,我们可以严格地显示收敛到概率为1的最优解。这对以前的启发式优化算法来说是一个挑战。在参数空间具有有限维数的情况下,以及在函数空间具有无穷维数的优化情况下,我们都证明了新算法的收敛性。提出的算法的关键是将优化描述为一个长期的自然选择过程,这是有限资源竞争和变异之间相互作用的结果,这被称为适者生存原则。这是Monte-Carlo优化的一个修改,在每次迭代中,通过生成突变来优化搜索,最终获得具有最大种群适应度的邻域。与之前的算法不同,我们使用适者生存的哲学,针对不同的空间坐标合并了各向异性变异。我们还建议实现局部搜索和全局搜索的组合。通过在高维空间中使用各种多模态测试函数,我们表明新的优化方法可以比其他一些著名的生物激励优化算法表现出更好的性能。作为一个重要的实际应用,我们实现了在传染病传播的多智能体模型中寻找最优控制策略的方法。我们认为,在变异中引入各向异性是构建更有效的优化进化方法的一个有希望的方向,而这在以前的算法中还没有得到适当的利用。

MSC公司:

90立方厘米 随机规划
90C26型 非凸规划,全局优化
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全文: 内政部

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