5.4 优化算法与利益最大化
来源:互联网 发布:杨辉三角形的规律c语言 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 16:44
优化算法和生物进化,军事,管理学,经济学以及人类的发展在追求利益最大化上是类同的。优化算法追求系统的目标最优,生物是追求生存可能最大化,军事战斗追求战斗力盈余最大化,管理学追求有效产出最大化,经济学追求财富最大化。我研究生的研究论文为多智能体差分进化算法。智能体是模拟人类智能,它能感知周围的环境,对环境做出反应,也能影响周围的环境。而多个智能体集合在一起用来模拟人类社会的智能。
模拟人类智能,多智能体有5种算子,分别为创新算子,学习算子,合作算子,交叉算子和竞争算子。以高维函数为优化对象(一维函数不存在合作),测试算法的性能。此处只选取高维函数中最复杂的F01进行测试。
F01函数为100维函数,即i=1,n=100,自变量的取值范围为[0,π],能查到文献均写此函数最优值未知。当i=100,n=1时,它有100个局部极值点,当i=1,2,n=2时,它有2!=2个极值点,当i=99,100,n=2时,它有99×100=9900个极值点;当i=1,2,…,n,并且n=100时,即此函数是100维时,这个函数的局部极值点有100!个极值点,数量为9.33×10157个,所以,它成为了测试高维函数寻优能力最好的测试函数。多智能体差分进化算法在个人笔记本电脑上花费96小时所求的最小值为:-99.6201940,比可以查到的文献所给出的最优值都要好。
下面我将解释一下5种算子对算法的作用。创新算子(变异)是用来创造新的因素的,如果没有创新,算法会陷入局部峰值,停止更新而产生早熟现象。学习算子是用来学习其他智能体的优良因素的,没有学习算子,好的因素不能渗透,创新算子产生的好因素的概率会降低,整个算法的寻优速度会大大减慢。合作算子是用来使智能体的各个变量之间进行合作的(100维就是100个自变量之间的合作),如果没有合作算子,即使其中许多自变量达到了最优解,整个智能体的数值还是很小的;没有合作,算法的寻优速度会减慢,并且达不到最优值。交叉算子是种群中的个体用来交换自身的自变量,来追求自身函数值最大,没有交叉算子,优良的自变量便不可能被有效选出,算法也不会达到最优值。竞争算子是用来比较每个智能体大小的,没有竞争,就无法判定哪一个智能体更趋近于最优解;没有竞争,算法肯定不会得到最优解,也无法进行下去。
创新,学习,合作,交易和竞争在军事,管理学,经济学以及人类的发展上所发挥的作用是相同的。没有创新,人类最后会停止进步,所以说创新是社会发展的根本动力。学习与合作可以提高产出,创造更多的利益。交换可以互通有无,增加产出。没有竞争,社会就无法衡量优劣,就没有了方向。创新,学习,合作,交易与竞争是互相促进与协作的关系,他们共同作用使社会不断的发展和进步。
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