Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija
description
Transcript of Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija
![Page 1: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/1.jpg)
Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć
evolucijskih strategija
Iva Malović
![Page 2: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Evolucijske strategije
• algoritam za optimizaciju iz klase evolucijskih algoritama
• rad po uzoru na Darwinovu teoriju evolucije:– generacije se izmjenjuju uz stalan broj
jedinki– prirodnom selekcijom bolje jedinke opstaju
i prenose svoj genetski materijal na potomke
![Page 3: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Dijelovi evolucijskog okruženja
• populacija: jedinke• funkcija dobrote• selekcija• genetski operatori:
– križanje– mutacija
![Page 4: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Algoritam evolucijskih strategija
![Page 5: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Problem trgovačkog putnika
• traženje najkraćeg puta koji putnik mora prijeći tako da, krenuvši od početnog grada, obiđe sve zadane gradove točno jednom i ponovno se vrati u početni grad
![Page 6: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Programsko ostvarenje
• kromosom: niz brojeva koji predstavljaju redoslijed obilazaka (npr. 1 4 2 6 5 3)
• funkcija dobrote: ukupna duljina puta• operator selekcije: veću vjerojatnost
opstanka imaju jedinke s manjom dobrotom
![Page 7: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Operatori mutacije• jednostavna mutacija
– zamjena dva slučajno odabrana gena
• mutacija normalnom razdiobom– slučajni odabir prvog gena– odabir drugog gena pomoću normalne razdiobe s
time da veću vjerojatnost odabira ima gen na poziciji bliže prvom odabranom gradu
• 2opt mutacija
2
22
2exp
2
1,
xx
![Page 8: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Operatori križanja
• GX (Greedy crossover)– uzima se prvi grad (gen) iz jednog roditelja– uspoređuju se gradovi u koje se dolazi iz
tog grada i bira onaj s manjom udaljenosti
• GSX (Greedy subtour crossover)– iz oba se roditelja uzima što je moguće
dulji dio genetskog materijala
![Page 9: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Operatori križanja
• PMX (Partially matched crossover)– označe se dvije točke prekida i geni između
tih točaka se zamijene između roditelja– ostatak kromosoma se popunjava tako da se
gradovi izvan točaka prekida vraćaju na svoje mjesto ukoliko već ne postoje kao rezultat zamjene
– ako grad već postoji na nekom mjestu, umjesto njega se upisuje onaj grad kojeg je zamijenio taj novi grad
![Page 10: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Izgled aplikacije
![Page 11: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Primjer izvođenja
![Page 12: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Rezultati eksperimenata
• eksperimenti su izvođeni za problem od 200 gradova i problem od 300 gradova
• najbolji rezultati dobiveni su uz korištenje 2opt mutacije i GSX križanja
![Page 13: Rješavanje problema trgovačkog putnika uz pomoć evolucijskih strategija](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062409/56814796550346895db4cb58/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Zaključak
• evolucijske strategije pokazale su se dobrima za rješavanje problema trgovačkog putnika