بهینه‌سازی ازدحام ذرات به‌روش مدل مخلوط گوسی در محیط پویا

Abstract

بسیاری از مسائل در دنیای واقعی به‌صورت یک مسئله بهینه‌سازی با ماهیتی پویا هستند به‌عبارتی بهینه‌های سراسری و محلی در طول زمان تغییر می‌کنند؛ از این‌رو در این محیط‌ها نیاز به الگوریتم‌های بهینه‌سازی است که علیرغم پیداکردن بهینه سراسری، بتواند بهینه‌های در حال تغییر را در طول زمان دنبال کند. دو مشکل طراحی الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات برای محیط‌های پویا، به‌منظور داشتن قابلیت‌های پیداکردن راه‌حل بهینه در زمان کوتاه و پیگیری راه‌حل بعد از تغییرات محیطی عبارت‌اند از: حافظه منسوخ‌شده و از دست‌دادن تنوع جمعیت در فضای جستجو. مشکل از دست‌دادن تنوع جمعیت یکی از چالش‌های اصلی در محیط‌های پویا می‌باشد، زیرا متنوع‌سازی یک گروه همگراشده برای یافتن بهینه متحرک و سپس همگرایی مجدد آن به بهینه جدید، شدیداً کارایی الگوریتم را کاهش می‌دهد. با توجه به چالش‌های مطرح‌شده در این مقاله الگوریتم ترکیبی بهینه‌سازی ازدحام ذرات مبتنی‌بر مدل مخلوط گوسی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی تغییر هر ذره براساس برآیند بهترین ذرات در هر خوشه متناسب با تعلق ذره به هر خوشه تغییر خواهد کرد. نتایج حاصل از آزمایشات روی محیط پویای قله‌های متحرک عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی نسبت به سایر الگوریتم‌ها را نشان می‌دهد.