中文

论差分进化中首次成功的概率:风险率恒等式与尾界

神经与进化计算 2026-01-19 v1 机器学习

摘要

我们通过条件风险率框架研究了差分进化(DE)中的首达时间。我们不是通过马尔可夫链转移核或漂移论证来分析收敛性,而是将可测目标集 AA 的存活概率表示为条件首达概率(风险率) pt=\Prob(EtFt1)p_t=\Prob(E_t\mid\mathcal F_{t-1}) 的乘积。这给出了与分布无关的存活恒等式,并在存活事件上风险率存在确定性下界时给出显式尾界。对于采用 current-to-ppbest/1 变异的 L-SHADE 算法,我们构造了一个可检验的算法见证事件 Lt\mathcal L_t,在该事件下,条件风险率存在仅依赖于采样规则、种群规模和交叉统计量的显式下界。这将理论常数与经验事件频率分离开来,并解释了为什么最坏情况下的常数风险率界通常过于保守。我们用 CEC2017 基准测试套件上的 Kaplan--Meier 存活分析补充了该理论。跨函数和预算,我们识别出三种不同的经验状态:(i) 强聚类成功,其中命中时间集中在短促的爆发中;(ii) 近似几何尾,其中常数风险率模型是准确的;(iii) 在评估范围内没有观察到命定的棘手情形。结果表明,虽然常数风险率界提供了有效的尾包络,但 L-SHADE 的实际行为是由爆发式转换而非均匀的每代成功概率所主导的。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.11499,
  title  = {On the Probability of First Success in Differential Evolution: Hazard Identities and Tail Bounds},
  author = {Dimitar Nedanovski and Svetoslav Nenov and Dimitar Pilev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11499},
  year   = {2026}
}

备注

All codes are publically available at https://github.com/snenovgmailcom/lshade_hazard_project