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环迁移拓扑有助于绕过局部最优

神经与进化计算 2018-06-05 v1

摘要

并行运行若干进化算法并偶尔交换优良解被称为岛模型。其思想是不同岛屿的独立性带来多样性,从而可能更好地探索搜索空间。迄今许多理论分析发现完全(或足够快速扩展的)拓扑作为底层迁移图对优化最为高效,尽管个体的快速传播会导致多样性丧失。我们提出一个由两个局部最优参数化(r2r \geq 2)的简单适应度函数 FORK 及复合适应度函数方案。我们表明,虽然 (1+1) EA 会陷入不良局部最优并在 FORK 上产生 Θ(n2r)\Theta(n^{2r}) 次适应度评估的运行时间,但具有完全拓扑的岛模型可利用稀有迁移实现 Θ(n1.5r)\Theta(n^{1.5r}) 的运行时间以更有效探索搜索空间。最后,利用稀有迁移与大直径的环拓扑可实现 Θ~(nr)\tilde{\Theta}(n^r) 的运行时间,即 FORK 的黑名单复杂度。这表明为保持多样性,环拓扑可能优于完全拓扑。

关键词

引用

@article{arxiv.1806.01128,
  title  = {Ring Migration Topology Helps Bypassing Local Optima},
  author = {Clemens Frahnow and Timo Kötzing},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1806.01128},
  year   = {2018}
}

备注

12 pages