BULETINUL POMPIERILOR Nr. 1/2012 - IGSU

Metoda elitistăIntrodusă de De Jong (1975), este o schemă adiţională oricărui mecanism de selecţie al căreiscop este de a reţine cei mai buni k indivizi la fiecare generaţie; astfel de indivizi ar putea altfeldispărea din cauza că nu au fost selectaţi pentru supravieţuire sau fiindcă au fost distruşi prinaplicarea operatorilor. Studii experimentale au dovedit că, de multe ori, elitismul îmbunătăţeştesemnificativ performanţa algoritmului genetic.5. Operatorii genetici – au rolul de a transforma soluţiile „părinţi” într-o nouă generaţie desoluţii „copii”, mai performantă.Participarea indivizilor din baza genetică la crearea de noi soluţii are loc doar cu anumiteprobabilităţi, astfel încât nu toţi aceşti indivizi produc obligatoriu noi soluţii. În plus, existăposibilitatea ca unii dintre ei să contribuie la formarea mai multor „urmaşi”.Cele mai utilizate tipuri de operatori genetici sunt cei de încrucişare şi respectiv de mutaţie.Operaţia de încrucişareSe alege de către analist o probabilitate de încrucişaregenerează aleator un număr ∈ [ 0;1 )pi. Pentru fiecare individ ser .Daca r < pi, atunci individul respectiv va participa la încrucişare şi i se alege aleator, cuaceeaşi schemă, un „partener” din baza genetică. Astfel, cele două soluţii „părinţi” vor genera douăsoluţii „copii”.Una dintre cele mai eficiente operaţii de încrucişare este cea numită aritmetică în care ceidoi indivizi părinţi p1şi p2se combină liniar, generând urmaşii u1şi u2sub forma:u 1= ap 1+ ( 1−a) p 2(7)u2= ( 1−a) p1+ ap2unde a este fie un parametru constant (încrucişare aritmetică uniformă), fie variabil cu vârstapopulaţiei (încrucişare aritmetică neuniformă), fie generat aleatoriu din domeniul [ 0 ;1)(încrucişareliniară).Există însă şi alte variante, cum ar fi încrucişarea euristică, încrucişarea simplă(la reprezentarea în cod binar) etc.Operaţia de mutaţie.Pentru a asigura variabilitatea populaţiei (explorarea spaţiului soluţiilor) se aplică acestoperator care permite transformări cu caracter aleator asupra genelor unor indivizi, conducând laapariţia unor trăsături (gene) care doar prin încrucişare şi selecţie nu ar fi apărut în cadrulpopulaţiei.Operatorul de mutaţie acţionează asupra indivizilor rezultaţi din încrucişare dacăunde ∈ [ 0;1 )r < pm,p este probabilitatea der este un număr generat aleator pentru individul respectiv iarmmutaţie impusă de către analist (un alt parametru de control al algoritmilor genetici).Printre operatorii de mutaţie frecvent utilizaţi se află mutaţia neuniformă. Principiul deaplicare este următorul: dacă la cromozomul x s-a ales pentru mutaţie gena xk, atunci aceasta se'transformă în xk(restul genelor rămânând nemodificate).bx'k⎪⎧x= ⎨⎪⎩ xkk+−d( xk− xk)s( x − x )kkδ , daca r1< 0,5, (8)δ , daca r ≥ 0,5⎛ t ⎞unde δ = r2⎜ 1−⎟ ; r 1şi r 2sunt două numere aleatoare din intervalul [ 0 ;1];⎝ T ⎠T este numărul total de generaţii; t este numărul generaţiei curente iars d[ xk; xk] = domeniul admisibil pentru gena xk.Cu cât t creşte, cu atât δ devine mai mic şi modificările aduse de operatorul de mutaţieasupra genei xksunt mai nesemnificative.1223