Генетические алгоритмы многокритериальной оптимизации
5.5. Меры качества решений
Пусть множество решений. Для того чтобы оценить эффективность различных подходов к вычислению значений фитнесс-функции для особей, необходимо определить явную меру оценки близости
к известному множеству оптимального по Парето решению
. В данном разделе рассмотрены три основные меры, которые, в основном, используются в многокритериальных ГА. Они обеспечивают хорошую оценку сходимости, если известно (суб)оптимальное решение по Парето, что показано на рис.5.13.
Число полученных решений
В простейшем случае в качестве меры можно использовать количество полученных решений
.
Отношение недоминируемых решений
В этой мере подсчитывается число решений , которые входят в Парето-оптимальное решение
и делится на общее число решений следующим образом:

где означает, что решение
доминируемо решением
. Отметим, что равенство
означает, что все решения принадлежат Парето- оптимальному решению
. Напротив, равенство
означает, что ни одно решение не принадлежит Парето-оптимальному решению
. Для достоверности данной меры число полученных решений
должно быть достаточно большим. Однако, если некоторое решение не принадлежит
, то оно не может быть подсчитано в
, что является недостатком данной меры.
В этом случае в качестве меры используется среднее расстояние решений от
, которое определяется следующим образом:

где - расстояние между текущим решением
и базовым (принадлежащим оптимальному фронту Парето)
, которое в случае двух целей вычисляется так:

Чем меньше величина , тем лучше решение
. В этой мере явным образом подсчитывается близость решений
и
.