Existing stochastic selection strategies for parent selection in generational GA help build genetic diversity and sustain exploration; however, it ignores the possibility of exploiting knowledge gained by the process to make informed decisions for parent selection, which can often lead to an inefficient search for large, challenging optimization problems. This work proposes a deterministic parent selection strategy for recombination in a generational GA setting called Upper Bound-based Parent Selection (UBS) to solve NP-hard combinatorial optimization problems. Specifically, as part of the UBS strategy, we formulate the parent selection problem using the MAB framework and a modified UCB1 algorithm to manage exploration and exploitation. Further, we provided a unique similarity-based approach for transferring knowledge of the search progress between generations to accelerate the search. To demonstrate the effectiveness of the proposed UBS strategy in comparison to traditional stochastic selection strategies, we conduct experimental studies on two NP-hard combinatorial optimization problems: team orienteering and quadratic assignment. Specifically, we first perform a characterization study to determine the potential of UBS and the best configuration for all the selection strategies involved. Next, we run experiments using these best configurations as part of the comparison study. The results from the characterization studies reveal that UBS, in most cases, favors larger variations among the population between generations. Next, the comparison studies reveal that UBS can effectively search for high-quality solutions faster than traditional stochastic selection strategies on challenging NP-hard combinatorial optimization problems under given experimental conditions.


翻译:现有的代际遗传算法中用于父代选择的随机选择策略有助于建立遗传多样性并维持探索;然而,它忽略了利用过程中获得的知识来为父代选择做出明智决策的可能性,这通常会导致在解决大规模、具有挑战性的优化问题时搜索效率低下。本研究提出了一种用于代际遗传算法中重组的确定性父代选择策略,称为基于上界的父代选择(UBS),以解决NP难组合优化问题。具体而言,作为UBS策略的一部分,我们使用多臂赌博机(MAB)框架和一种改进的UCB1算法来构建父代选择问题,以管理探索与利用。此外,我们提出了一种独特的基于相似性的方法,用于在代际之间传递搜索进展的知识,以加速搜索。为了证明所提出的UBS策略相较于传统随机选择策略的有效性,我们在两个NP难组合优化问题上进行了实验研究:团队定向问题和二次分配问题。具体而言,我们首先进行了一项特性研究,以确定UBS的潜力以及所有相关选择策略的最佳配置。接下来,我们使用这些最佳配置进行实验,作为比较研究的一部分。特性研究的结果表明,在大多数情况下,UBS倾向于在代际之间产生更大的种群变异。随后,比较研究的结果显示,在给定的实验条件下,对于具有挑战性的NP难组合优化问题,UBS能够比传统的随机选择策略更有效地搜索到高质量解。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员