Управление наборами значений параметров системы методом муравьиных колоний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассматриваются модификация и применение метода муравьиных колоний для задачи направленного перебора значений параметров системы при выполнении расчетных многократных вычислений. Взаимодействие с пользователем позволяет останавливать процесс полного перебора наборов значений параметров, а применение модификации метода муравьиных колоний позволит рассмотреть рациональные наборы на ранних итерациях. Если пользователь не завершает работу алгоритма, то предложенные модификации позволяют перебрать все решения методом муравьиных колоний. Для модификации метода муравьиных колоний предложены новая вероятностная формула и различные алгоритмы метода муравьиных колоний, позволяющие для каждого агента находить новый набор значений параметров. Оптимальным алгоритмом, по результатам исследований, является применение повторного бесконечного циклического поиска нового решения. Данная модификация позволяет рассмотреть все решения и при этом найти все оптимальные решения среди первых 5% рассмотренных решений.

Об авторах

И. Н. Синицын

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет);Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН

Email: sinitsin@dol.ru
Москва

Ю. П. Титов

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет);Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kalengul@mail.ru
Москва

Список литературы

  1. Feurer M., Hutter F., Vanschoren J. Hyperparameter Optimization // The Springer Series on Challenges in Machine Learning. Springer, Cham. 2019. https://doi.org/10.1007/978-3-030-05318-5_1
  2. Koehrsen W. A conceptual explanation of bayesian hyperparameter optimization for machine learning. 2018. (Открытый доступ 18.01.2023: https://towardsdatascience.com/a-conceptual-explanation-of-bayesian-modelbased-hyperparameter-optimization-for-machine-learning-b8172278050f)
  3. Colorni A., Dorigo M., Maniezzo V. Distributed Optimization by Ant Colonies // Proc. First Eur. Conf. on Arti c. Life, Paris, France, Elsevier Publishing. 1992. Р. 134-142.
  4. Dorigo M., Stu¨tzle T. Ant Colony Optimization // MIT Press. 2004. P. 321.
  5. Socha K., Dorigo M. Ant colony optimization for continuous domains // Eur. J. Oper. Res., 2008, V. 185. Issue 3. pp. 1155-1173. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2006.06.046
  6. Mohamad M., Tokhi M., Omar O.M. Continuous Ant Colony Optimization for Active Vibration Control of Flexible Beam Structures // IEEE International Conf. on Mechatronics (ICM). Apr., 2011. P. 803-808.
  7. Карпенко А.П., Чернобривченко К.А. Эффективность оптимизации методом непрерывно взаимодействующей колонии муравьев (CIAC) // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 2. https://doi.org/10.7463/0211.0165551
  8. Карпенко А.П., Чернобривченко К.А. Мультимемеевая модификация гибридного муравьиного алгоритма непрерывной оптимизации HCIAC // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 9. https://doi.org/10.7463/0912.0470529
  9. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные природой // М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. 2-е изд. 2017. 446 с.
  10. Саймон Д. Алгоритмы эволюционной оптимизации: практическое руководство. М.: ДМК Пресс. 2020. 1002 с.
  11. Sudakov V.A., Titov Y.P. Modi ed Method of Ant Colonies Application in Search for Rational Assignment of Employees to Tasks // Proceedings of 4th Computational Methods in Systems and Software 2020. Vol. 2, Vsetin: Springer Nature, 2020. P. 342-348. doi: 10.1007/978-3-030-63319-6_30
  12. Хахулин Г.Ф., Титов Ю.П. Система поддержки решений поставок запасных частей летательных аппаратов военного назначения // Изв. Самарского научн. центра РАН. 2014. Т. 16. № 1-5. С. 1619-1623.
  13. Синицын И.Н., Титов Ю.П. Развитие стохастических алгоритмов муравьиной организации // Бионика - 60 лет. Итоги и перспективы. Сборник статей Первой Междунар. науч.-практ. конф. Под редакцией А.П. Карпенко. 17-19 декабря 2021 г., г. Москва. Под ред. 2022. C. 210-220. https://doi.org/10.53677/9785919160496_210_220
  14. Титов Ю.П. Модификации метода муравьиных колоний для решения задач разработки авиационных маршрутов // АиТ. 2015. № 3. С. 108-124.
  15. Судаков В.А., Батьковский А.М., Титов Ю.П. Алгоритмы ускорения работы модификации метода муравьиных колоний для поиска рационального назначения сотрудников на задачи с нечетким временем выполнения // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2020. Т. 16. № 2. С. 338-350. https://doi.org/10.25559/SITITO.16.202002.338-350
  16. Parpinelli R., Lopes H., Freitas A. Data mining with an ant colony optimization algorithm // IEEE Trans. Evol.Comput. 2002. V. 6. No. 4 P. 321-332.
  17. Junior I.C. Data mining with ant colony algorithms // ICIC. LNCS. 2013. V. 7996. P. 30-38.
  18. Martens D., De Backer M., Haesen R., Vanthienen J. Classi cation with ant colony optimization // IEEE Trans. Evol. Comput. 2007. V. 11. No. 5. P. 651-665.
  19. Pasia J.M., Hartl R.F., Doerner K.F. Solving a Bi-objective Flowshop Scheduling Problem by Pareto-Ant Colony Optimization // ANTS 2006. P. 294-305.
  20. Титов Ю.П. Опыт моделирования планирования поставок с применением модификаций метода муравьиных колоний в системах высокой доступности // Системы высокой доступности. 2018. Т. 14. № 1. С. 27-42.
  21. Синицын И.Н., Титов Ю.П. Оптимизация порядка следования гиперпараметров вычислительного кластера методом муравьиных колоний // Системы высокой доступности. 2022. Т. 18. № 3. С. 23-37. https://doi.org/10.18127/j20729472-202203-02
  22. Mishra Sudhanshu K. Some New Test Functions for Global Optimization and Performance of Repulsive Particle Swarm Method // University Library of Munich, Germany, MPRA Paper. 2006. https://doi.org/10.2139/ssrn.926132
  23. Layeb Abdesslem. New hard benchmark functions for global optimization. 2022. https://doi.org/10.48550/arXiv.2202.04606

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023