基于小生境的多目标进化算法
2023-01-13顾清华骆家乐李学现
顾清华,骆家乐,李学现
1.西安建筑科技大学 管理学院,西安 710055
2.西安建筑科技大学 西安市智慧工业感知、计算与决策重点实验室,西安 710055
3.西安建筑科技大学 资源工程学院,西安 710055
多目标优化问题广泛存在于工程应用领域,这类问题的显著特征是具有多个相互冲突的目标。这类问题不能得到单一的最优解,而是一组折衷解,称为帕累托最优解。一般来说,传统的数学规划方法不仅计算复杂,而且难以有效地求解该类问题。进化算法被认为是求解该类问题的有效方法。然而,随着目标维数的增加,非支配解的数量呈指数增长[1],基于帕累托支配的选择标准无法区分候选解,导致难以获取兼具良好收敛性和多样性的解集。为了解决以上问题,许多方法被提出,大致可以分为以下三类。
第一类是定义新的支配关系取代算法中普遍采用的帕累托支配关系。在广义帕累托最优支配GPO(generalized Pareto optimality)[2]和角度支配(angle dominance)[3]中,通过扩大单个解的支配区域来放松严格的帕累托支配关系,不可避免地会面临确定不同特征问题松弛程度的障碍。受到分解方法的启发,一些学者提出了SDEA支配(scalarization-based dominance evolutionary algorithm)[4]和RPS支配(reference points strengthened dominance relation)[5]。即使将以上支配关系嵌入进化算法能够促进解的收敛性,但是由于缺乏多样性维护机制,导致解的多样性较差。为了维护解的多样性,Tian等人[6]利用候选解之间角度的小生境技术提出了SDR支配(strengthened dominance relation)。在SDR支配的基础上,Yang等人[7]和Shen等人[8]分别提出了CDR支配(considering convergence dominance relation)和自适应控制SDR支配中收敛度和小生境的大小的支配关系CSDR(controlled strengthened dominance relation)。……
