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基于目标分解的高维多目标并行进化优化方法
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:《自动化学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学信息与电气工程学院,徐州221116, [2]兰州理工大学电气工程与信息工程学院,兰州730050
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB046306-2),国家自然科学基金(61375067),江苏省自然科学基金(BK2012569)资助
中文摘要:

高维多目标优化问题普遍存在且难以解决,到目前为止,尚缺乏有效解决该问题的进化优化方法.本文提出一种基于目标分解的高维多目标并行进化优化方法,首先,将高维多目标优化问题分解为若干子优化问题,每一子优化问题除了包含原优化问题的少数目标函数之外,还具有由其他目标函数聚合成的一个目标函数,以降低问题求解的难度;其次,采用多种群并行进化算法,求解分解后的每一子优化问题,并在求解过程中,充分利用其他子种群的信息,以提高Pareto非被占优解的选择压力;最后,基于各子种群的非被占优解形成外部保存集,从而得到高维多目标优化问题的Pareto最优解集.性能分析表明,本文提出的方法具有较小的计算复杂度.将所提方法应用于多个基准优化问题,并与NSGA-II、PPD-MOEA、ε-MOEA、Hyp E和MSOPS等方法比较,实验结果表明,所提方法能够产生收敛性、分布性,以及延展性优越的Pareto最优解集.

英文摘要:

Many-objective optimization problem is common in real-world applications, however, so far few evolutionary algorithms are suitable for them due to the difficulties of the problem. A parallel many-objective evolutionary optimization algorithm based on objectives decomposition is proposed. First, the many-objective optimization problem is decomposed into several sub-problems, which contain only some objectives of the original optimization problem together with a constructed objective by aggregating all the other objectives. Then, a multi-population parallel evolutionary algorithm is adopted to solve these sub-problems. The pressure on selecting non-dominated solutions for a sub-problem is improved by taking full advantage of the information obtained from other sub-populations. The final Pareto set of the optimized many-objective is achieved by archiving those sets of non-dominated solutions coming from the sub-populations. The performance of the proposed algorithm on reducing computation complexity is qualitatively analyzed. Furthermore, the algorithm is applied to several benchmark problems and compared with NSGA-II, PPD-MOEA, ε-MOEA, HypE, and MSOPS. The results experimentally demonstrate that the algorithm is strengthened in obtaining solutions with better convergence, distribution and approximation.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550