Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 10.10.2014 | Доступ: свободный | Студентов: 869 / 193 | Длительность: 22:10:00
Лекция 5:

Генетические алгоритмы многокритериальной оптимизации

< Лекция 4 || Лекция 5: 123456 || Лекция 6 >

5.5. Меры качества решений

Пусть S_j(\overline{1,J}) множество решений. Для того чтобы оценить эффективность различных подходов к вычислению значений фитнесс-функции для особей, необходимо определить явную меру оценки близости S_j к известному множеству оптимального по Парето решению S^*. 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 S_j можно использовать количество полученных решений |S_j|.

Отношение недоминируемых решений P_{NDS}(S_j)

В этой мере подсчитывается число решений x, которые входят в Парето-оптимальное решение S^* и делится на общее число решений следующим образом:

P_{NDS}(S_j)=\frac{|S_j-\{x\in S_j|\exists r\in S^*:r\prec x\}|}{|S_j|}

где r\prec x означает, что решение x доминируемо решением r. Отметим, что равенство R_{NDS}(S_j)=1 означает, что все решения принадлежат Парето- оптимальному решению S^*. Напротив, равенство R_{NDS}(S_j)=0 означает, что ни одно решение не принадлежит Парето-оптимальному решению S^*. Для достоверности данной меры число полученных решений |S_j| должно быть достаточно большим. Однако, если некоторое решение не принадлежит S^*, то оно не может быть подсчитано в R_{NDS}(S_j), что является недостатком данной меры.

Среднее расстояние D1_R(S_j)

В этом случае в качестве меры используется среднее расстояние решений S_j от S^*, которое определяется следующим образом:

D1_R(S_j)=\frac{1}{|S^*|}\sum_{r\in S^*}\min\{d_{rx}|x\in S_j\}

где d_{rx}- расстояние между текущим решением x и базовым (принадлежащим оптимальному фронту Парето) r, которое в случае двух целей вычисляется так:

d_{rx}=\sqrt{(f_1(r)-f_1(x))^2+(f_2(r)-f_2(x))^2}

Чем меньше величина D1_R(S_j), тем лучше решение S_j. В этой мере явным образом подсчитывается близость решений S_j и S^*.

Иллюстрация мер качества

Рис. 5.13. Иллюстрация мер качества
< Лекция 4 || Лекция 5: 123456 || Лекция 6 >