永远年轻,永远热泪盈眶。

多目标进化优化理论

一. MOEA流程

1.目标函数:

2.多目标进化个体之间关系

  • 个体之间的支配关系
  • 目标空间中的支配关系

3.基于Pareto的多目标最优解集

​ 在多目标优化中,由于是对多个子目标的同时优化,而这些被同时优化的子目标之间往往又是互相冲突的。

  • Pareto最优解

  • Pareto最优边界

    最优解集是P的决策向量空间的一个子集,而最优边界是目标向量空间的一个子集;

  • 凸空间和凹空间

    凸空间:任意两点的连线上的点仍然在该集合上,否则为凹空间;

    多目标优化问题就是获取一组在目标空间中尽量靠近Pareto最优边界且均匀分布的解.

二. MOEA算法

1.基于分解的MOEA(MOEA/D)

给定权重偏好或者多个参考点信息的情况下,通过线性或者非线性方式将多个目标问题进行聚合,得到单目标优化问题;

1.1 三类聚合函数

1.1.1权重聚合方法(线性)

​ 不能很好的处理真实Pareto面为凹状的问题;

1.1.2切比雪夫方法(非线性)

​ 既可以处理Pareto面为凸状的问题,也可以处理Pareto面非凸状的问题;

1.1.3基于惩罚的边界交叉方法

​ 适合处理高纬目标问题;

1.2 算法框架

​ 分解;合作;

2.基于支配的MOEA

2.1 NSGA-II(将进化群体按支配关系分为若干层)—Deb 2000

2.1.1 非支配集的构造方法:

2.1.2 保持解群体分布性和多样性的方法:

​ 通过计算进化群体中每个个体的聚集距离,然后根据个体所处的层次及其聚类距离,定义一个偏序集,构造新群体时依次在偏序集中选择个体;

2.1.2 执行选择、交叉和变异操作;

主要时间开销:构造边界集(构造非支配集)

三. MOEA具体工作:

1.如何选择构造非支配集的方法;

2.采用什么样的策略调整非支配集的大小;

3.如何保持非支配集的分布性;

四. MOEA需要考虑的问题:

1.进化群体的分布性

​ 1.1小生境技术

​ 1.2信息熵方法

​ 1.3聚集密度方法

​ 1.4网格法

​ 1.5聚类分析法

​ 1.6最小生成树

2.进化算法的收敛性

五. MOEA最新成果

一种求解多目标优化问题的进化算法混合框架 —2017 同济大学 田红军

在所提出的框架中,进化算法模块可以采用现有多目标进化算法及其改进算法;

投影聚类模块——维持并增加进化群体的多样性和分布性,以聚类质量指标作为种群多样性的好坏指标进行局部搜索或种群多样性增强操作;

局部搜索模块——在种群具有较好多样性时可加快算法收敛;

多样性增强模块——在保证收敛性的同时可增加种群多样性以保证解的均匀性和分布性.

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就很奇奇怪怪,为啥递不上去。。。。(title后面记得加空格,冒号用英文)