Dergiler / Mugla Journal of Science and Technology / 2020 / Cilt: 6 - Sayı: 1

PARALEL GÖÇMEN KUŞLAR OPTİMİZASYON ALGORİTMASININ PARAMETRELERİNİN ETKİ ANALİZİ

AN EFFECT ANALYSIS OF THE PARALLEL MIGRATING BIRDS OPTIMIZATION ALGORITHM PARAMETERS

Sayfa
41–49
Yayın Tarihi
2022-10-19
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu faktörlerin ikili etkileşimleri incelenmiş ve MR*MI etkileşiminin sonuca en fazla tesir eden etkileşim olduğu gösterilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Göç, paralel metasezgisel algoritmalarda (PMAs), seçilen çözümlerin bir alt popülasyondan komşu alt popülasyona belirlenen aralıklar ile gönderilmesi işlemidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Topology, göç oranı (MR), göç aralığı (MI), göç politikası ve haberleşme modeli göç işleminin yapısını belirleyen faktörlerdir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu faktörlerin ikili etkileşimleri incelenmiş ve MR*MI etkileşiminin sonuca en fazla tesir eden etkileşim olduğu gösterilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Göç, paralel metasezgisel algoritmalarda (PMAs), seçilen çözümlerin bir alt popülasyondan komşu alt popülasyona belirlenen aralıklar ile gönderilmesi işlemidir. Topology, göç oranı (MR), göç aralığı (MI), göç politikası ve haberleşme modeli göç işleminin yapısını belirleyen faktörlerdir. Göç parametrelerinin aralarındaki ilişkinin belirlenmesi ve bu sayede parametre değerlerinin doğru seçimi PMAs’ların başarısını arttırmaktadır. Alt popülasyon sayısı (NS) ise algoritmanın kaç farklı popülasyonda eşzamanlı olarak arama yapacağını belirler. Bu çalışmada, göç işleminin yapılmadığı Göçmen Kuşlar Optimizasyon (MBO) algoritması dört farklı NS değeri için uygulanmıştır. Bunun yanında beş MR değeri, beş MI değeri ve dört NS değeri kullanılarak Paralel Göçmen Kuşlar Optimizasyon (PMBO) Algoritması uygulanmış, bulunan uygunluk değerleri verilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre PMBO algoritması durumların %99’unda MBO’dan daha iyi sonuç üretmiştir. Bu sonuca göre, göç işleminin algoritma başarısına katkısı açıkça ortaya konmuştur. Ayrıca, MI ve MR değişimlerinin aramaya etkisini incelemek amacıyla iterasyon boyunca elde edilen değerler grafiksel olarak verilmektedir. MI azaldıkça algoritmanın daha hızlı arama yaparak başarılı sonuçlara erken iterasyon adımlarımda ulaştığı görülmektedir. MR ise MI düşük olduğunda sonuca daha fazla etki etmektedir. MI arttığında MR değişimlerinin etkisi azalmaktadır. Bunun yanında MI, MR, NS değerlerinin ve aralarındaki etkileşimin uygunluk değeri üzerindeki etkisi varyans analizi (ANOVA) ile incelenmiştir. Yapılan analizlere göre en etkili faktörün MI olduğu ortaya konmuştur. Sonuca en az etki eden faktör ise NS olmuştur. Bu faktörlerin ikili etkileşimleri incelenmiş ve MR*MI etkileşiminin sonuca en fazla tesir eden etkileşim olduğu gösterilmiştir.

Abstract

Migration is the process of sending selected solutions from a sub-population to the neighboring sub-population at specified intervals in parallel metaheuristic algorithms (PMAs). Topology, migration rate (MR), migration interval (MI), migration policy and communication model are the factors which characterize the nature of migration. Identification of relationship between migration parameters and an accurate selection of such parameter values increase the performance of PMAs. The number of sub-populations (NS) denotes the number of different populations in which algorithm can perform simultaneous searches. In this study, Migrating Birds Optimization (MBO) Algorithm, no migration performed, was applied for four different NS values. Additionally, Parallel Migrating Birds Optimization (PMBO) Algorithm is executed using five MR values, five MI values and four NS values and obtained fitness values are provided. According to the results, PMBO algorithm outperforms MBO in 99% of case studies. Therefore, the contribution of migration to the performance of the algorithm is evidently demonstrated. Furthermore, the values obtained during the iterations are shown on graph to investigate the effect of MI and MR changes on search performance of algorithms. As MI decreases, it is confirmed that the algorithm produces good results in early steps of iterations, making faster searches. MR has a greater effect on performance if MI is kept low. If MI increases, the changes in MR have less affect. Additionally, the effect of MI, MR, NS values and their correlation on fitness value is analyzed with analysis of variance (ANOVA). According to the analysis, MI is identified to be the most significant factor. The least significant factor is NS. Combinations of such parameters are analyzed and it was shown that MR*MI combination has the most significant effect on performance.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KUVAT, G., TÜLEK, A. (2022). PARALEL GÖÇMEN KUŞLAR OPTİMİZASYON ALGORİTMASININ PARAMETRELERİNİN ETKİ ANALİZİ. Mugla Journal of Science and Technology, Cilt: 6 - Sayı: 1, 41–49. https://ajindex.com/articles/581930

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Baştürk, A. and Akay, R., "Performance Analysis of the Coarse-Grained Parallel Model of the Artificial Bee Colony Algorithm", Information Sciences, 253, 34-55, 2013
  2. Asadzadeh, L., "A Parallel Artificial Bee Colony Algorithm for the Job Shop Scheduling Problem with a Dynamic Migration Strategy", Computers & Industrial Engineering, 102, 359-367, 2016
  3. Gülcü, Ş. and Kodaz, H., "A Novel Parallel Multi- Swarm Algorithm Based on Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization", Engineering Applications of Artificial Intelligence, 45, 33-45, 2015
  4. Tu, K.Y. and Liang, Z.C., "Parallel Computation Models of Particle Swarm Optimization Implemented by Multiple Threads", Expert Systems with Applications, 38(5), 5858-5866, 2011
  5. Alba, E., Nebro, A.J. and Troya, J.M., "Heterogeneous Computing and Parallel Genetic Algorithms", Journal of Parallel and Distributed Computing, 62(9) 1362-1385, 2002
  6. Doorly, D.J. and Peiró, J., "Supervised Parallel Genetic Algorithms in Aerodynamic Optimisation", Artificial Neural Nets and Genetic Algorithms, Vienna, 1998
  7. Mühlenbein, H., Schomisch, M. and Born, J., "The Parallel Genetic Algorithm as Function Optimizer", Parallel Computing, 17(6-7) 619-632, 1991
  8. Randall, M. and Lewis, A., "A Parallel Implementation of Ant Colony Optimization", Journal of Parallel and Distributed Computing, 62(9), 1421-1432, 2002
  9. Wang, H., Rahnamayan, S. and Wu, Z., "Parallel Differential Evolution with Self-Adapting Control Parameters and Generalized Opposition-Based Learning for Solving High-Dimensional Optimization Problems", Journal of Parallel and Distributed Computing, 73, 62-73, 2013
  10. Xiaofang, Y., Ting, Z., Yongzhong, X. and Xiangshan, D., "Parallel Chaos Optimization Algorithm with Migration and Merging Operation", Applied Soft Computing, 35, 591-604, 2015
  11. Rebaudengo, M. and Reorda, M.S., "An Experimental Analysis of the Effects of Migration in Parallel Genetic Algorithms", 1993 Euromicro Workshop on Parallel and Distributed Processing, Gran Canaria, 1993
  12. Alba, E. and Troya, J.M., "Improving Flexibility and Efficiency by Adding Parallelism to Genetic Algorithms", Statistics and Computing, 12(2), 91- 114, 2002
  13. Duman, E., Uysal, M. and Alkaya, A.F., "Migrating Birds Optimization: A New Metaheuristic Approach and Its Performance on Quadratic Assignment Problem", Information Sciences, 217, 65-77, 2012
  14. Makas, H., "Güncel En İyileme Algoritmalarının Paralel ve Birlikte Uygulamaları ve Per