计算机科学 > 神经与进化计算
[提交于 2025年1月28日
]
标题: 随机种群更新在进化多目标优化中确实需要一个存档
标题: Stochastic Population Update Provably Needs An Archive in Evolutionary Multi-objective Optimization
摘要: 进化算法(EAs)由于其基于种群的搜索特性,已被广泛应用于多目标优化。 种群更新是多目标进化算法(MOEAs)中的一个关键组件,通常以贪婪和确定性的方式进行。 然而,最近的研究对这种做法提出了质疑,并表明允许劣解有机会被保留的随机种群更新(SPU)可以帮助MOEAs更容易地跳出局部最优。 虽然在种群更新过程中引入随机性可以增强MOEAs的探索能力,但存在一个缺点,即种群可能无法始终保留找到的最佳解,从而需要较大的种群。 直觉上,解决这个问题的一个可能方法是引入一个存档,用于存储迄今为止找到的最佳解。 在本文中,我们从理论上证明,使用存档可以使小种群并显著加速基于SPU的MOEAs的搜索。 具体来说,我们分析了两种广为认可的MOEAs,SMS-EMOA和NSGA-II,在解决一个常被研究的双目标问题OneJumpZeroJump时的期望运行时间,并证明使用存档可以带来(甚至指数级)的加速。 SMS-EMOA和NSGA-II之间的比较还表明,$(\mu+\mu)$更新模式可能比$(\mu+1)$更新模式更适合SPU。 此外,我们推导的仅使用SPU的运行时间界限明显比之前已知的更紧。 我们的理论发现也在一个著名的实际问题——多目标旅行商问题上得到了实证验证。 我们希望这项工作能为探索进化多目标优化中设计算法的不同思路提供理论支持。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.