Population diversity of particle swarms

“Population diversity of particle swarms” başlıklı çalışma Shi, Yuhui ve Russell C. Eberhart tarafından yapılmış olup 2008 yılındaki IEEE Congress on Evolutionary Computation (IEEE World Congress on Computational Intelligence) kongresinde sunulmuştur.

Fitness tabanlı popülasyon çeşitliliğini ölçme teknikleri

1-Popülasyondaki bireylerin fitness değerlerinin standart sapması
2-Popülasyonun ortalama değeri ile mevcut bireylerin ortalama öklid uzaklığı [İlgili çalışma: Matsui, K. “New selection method to improve the population diversity in genetic algorithms.”]

A-Birey deneyimli popülasyon pozisyon çeşitliliği

a

Tüm bireylerin tüm boyutlarındaki değerler toplanarak “birey x boyut”‘a bölünerek popülasyonun ortalaması elde edilir. Daha sonra her bir bireyin her bir boyutundan bu ortalama çıkarılır ve sonuçlar toplanır ve “birey x boyut”‘a bölünerek bir ölçüt elde edilir.

B-Öklid uzaklığına dayalı popülasyon çeşitliliği

b

Öklid uzaklıkları ölçülen bireyler, belirlenmiş a-b değerleri arasında oluşmak üzere sınırlandırılmaktadır.

C-Boyut deneyimli popülasyon pozisyon çeşitliliği

c

m: popülasyon büyüklüğü
n: popülasyon boyutu
i: 1 ile m arasında değişen bir değer
j: 1 ile n arasında değişen bir değer

Sonuçta her boyuttaki değer için ölçülen çeşitlilik değerlerinin bulunduğu bir vektör elde edilir. Bu değerler kullanılarak aşağıdaki şekilde ölçümlerde yapılabilir.

1-Ağırlıklı Toplam Pozisyon Çeşitliliği

1

wj değerleri 1’e eşit veya küçük ağırlık değerleridir. Bütün boyutlar aynı gibi davranırsa wj=1/n olarak kabul edilir.

2-Ağırlıklı Maksimizasyon Pozisyon Çeşitliliği

2

3-Pozisyon Çeşitliliği Vektör Uzunluğu

3

4-Normalize edilmiş boyut deneyimli popülasyon pozisyon çeşitliliği

4

POPÜLASYON HIZ ÇEŞİTLİLİĞİ

PSO algoritmasında önemli bir parametre olan Hız(Velocity) değerinin çeşitliliği popülasyon çeşitliliğine etki etmektedir. Çalışmada yukarıda parçacıklar için önerilerin çeşitlilik ölçme metodları hız özelinde yeniden düzenlenmiştir. Aşağıda hepsini toplu halde görebilirsiniz.

velocity-diversity

Pozisyon(position), Hız(speed) ve Yön(direction) için ayrı ayrı hesaplanan çeşitlilik ölçüm değerleri toplanarak tek bir değer elde edilir. Çünkü bireyin pozisyonuna, hızına ve yönüne aynı anda karar vermemiz gerekmektedir.

d

Nelere cevap aranabilir?

-Çeşitlilik nasıl kontrol edilebilir?
-Algoritmadaki parametrelerin(c1,c2,Vmax gibi) çeşitliliği etkileri nelerdir?
-Çeşitliliği artırmak veya azaltmak için en iyi yol hangisidir?
-Pozisyon(position), Hız(speed) ve Yön(direction) ölçütleri nasıl ağırlıklandırılabilir? Bu çalışmada hepsi toplanarak eşit değerlendirmeye tutulmuştur.
-Pozisyon(position), Hız(speed) ve Yön(direction) ölçütlerine uygulanabilecek istatistiksel yaklaşımlar var mıdır? Var ise gerekli ve kullanışlı mıdır?

Sonuç

Popülasyon çeşitlilik değerini ölçmek ilk adımdır. Optimum çeşitlilik değerini tespit etmek önemli bir çalışmadır. Optimum çeşitlilik değeri belirlenebilirse buna uygun bireylerin nasıl üretileceği de önemli bir sorundur. Çalışmada ilk adım atılmış ve bazı ölçütler önerilmiştir.

Çalışmayı indirmek için :
population_diversity_of_particle_swarms

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir