如何评价一个多目标进化算法(MOEA)的性能,是进化多目标优化(EMO)中最基本、最重要的问题。目前,国际上对MOEA性能评价方法的研究尚处于初级阶段,已有的评价方法主要是针对低维多目标优化问题(MOP)的,存在较严重的评价相关性和评价结果不一致等问题。本项目对MOEA的性能评价方法进行系统研究。通过对MOEA性能评价方法的相关性和评价指标体系的研究,提出MOEA性能评价的一般方法;研究边界解对分布性的影响,从理论上论证边界解影响分布性的原因,提出分布广泛性评价方法;针对非均匀分布问题的特点,研究其特征提取方法,提出非均匀分布性评价方法;采用计算几何中空间扫描方法等,研究Hypervolume指标评价方法,提出计算该项评价指标的有效方法;针对高维MOP的特点,采用可视化技术等研究适用于高维MOP的评价方法。通过本项目的研究,建立MOEA的性能评价体系,为MOEA的设计、研究和应用提供指导。
multi-objective optimization;quality indicator;diversity maintenance;non-uniform distribution;high-dimensional MOP
评价一个多目标进化算法(MOEA)的性能,是进化多目标优化(EMO)中最基本也是最重要的问题之一。目前,国际上对MOEA性能评价方法的研究尚处于初级阶段,已有的评价方法主要是针对低维多目标优化问题(MOP)的收敛性和均匀分布性进行评价,存在较严重的相关性问题和评价结果不一致等问题。为此,本项目对MOEA的性能评价方法进行了系统研究。结合MOEA性能评价规范,研究MOEA性能评价的一般方法;研究不同边界解对分布范围的影响,从理论上论证了极端解集无法决定分布范围的原因,利用边界集级数评价非支配集的分布广泛性;研究非均匀分布问题的特征提取方法,提出非均匀分布性评价的一般方法;采用计算几何的空间扫描方法等,提出计算Hypervolume指标的有效方法;采用可视化技术等研究适用于高维MOP的评价方法。通过本项目的研究,建立MOEA的性能评价体系,为EMO算法的设计、研究和应用提供指导。组织学术讨论会1次,参加国内外重要学术会议8人次,与英国、加拿大、美国、德国等知名学者就本项目内容进行了广泛、深入的交流;培养研究生23人,其中博士后在读1人,博士在读2人,硕士毕业10人,硕士在读10人;在重要学术期刊或国际会议上发表论文22篇,其中SCI收录1篇,EI收录12篇,ISTP收录6篇。