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一种基于信息分离的高维多目标进化算法
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭411105, [2]湘潭大学数学与计算科学学院,湖南湘潭411105, [3]Department of Information Systems and Computing, Brunel University, Uxbridge, UK
  • 相关基金:国家自然科学基金(61379062,61372049,61403326); 湖南省教育厅项目(12A135,12C0378); 湖南省自然科学基金(14JJ2072,13JJ8006); 湖南省研究生科研创新项目(CX2013A011); 湖南省科技支撑计划(2014GK3027); 湖南省科技厅项目(2013 SK3136)
中文摘要:

高维多目标优化是指对目标维数大于三维的多目标问题(multi-objective optimization problem,简称MOP)进行优化.大多数传统的多目标进化算法采用Pareto支配关系指导搜索,很难在高维多目标优化问题上得到较为理想的结果.为此,提出了一种基于信息分离的高维多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on information separation,简称ISEA).该算法在目标空间中将原坐标系进行旋转,使第1条坐标轴与向量(1,1,…,1)T平行.ISEA定义转换坐标的第1个坐标值为收敛信息(convergence information,简称CI),剩余的坐标代表个体分布信息(diversity information,简称DI).同时,采用一种基于分层选择的邻域惩罚机制,利用一种由两个超圆锥组成的邻域形状保持种群的分布性,当个体被选入归档集后,其邻域内的个体将被惩罚进入下一层选择,防止邻近的个体同时被选入归档集.邻域形状的第1部分利用分布信息覆盖邻近的个体,第2部分覆盖边界上的差个体.与NNIA,?-MOEA,MSOPS,AR+DMO以及IBEA这5种经典算法进行了比较.实验结果表明,ISEA在处理高维多目标优化问题时具有良好的收敛性和分布性.

英文摘要:

Many-Objective optimization refers to optimizing the multi-objective optimization problems (MOPs) where the number of objectives is more than three. Most classical multi-objective evolutionary algorithms (MOEAs) use the Pareto dominance relation to guide the search and thus are hard to perform well in many-objective optimization problems. In this paper, a multi-objective evolutionary algorithm based on information separation (ISEA) is proposed. ISEA rotates the original coordinate system in the objective space, and makes the first axis parallel to the vector (1,1,...,1)^T. The first member of the new coordinate is defined as convergence information, and the remaining members are defined as diversity information. Moreover, a neighborhood penalty mechanism based on layered selection is adopted using the information of the neighborhood shape made of two hyper-concs to maintain the diversity of individuals. The first hyper-cone is used to cover neighbors, and the second one to cover extreme individual whose convergence performs significantly worse than others. Additionally, after an individual is selected into the archive set, its neighbors are punished into an inferior layer. From comparative experiments with other representative MOEAs, including NNIA, E-MOEA, MSOPS, AR+DMO, and IBEA, the proposed algorithm is found to be successful in finding well-converged and well-distributed solution set.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:54609