確率モデルに基づく分散型実数値コード遺伝的アルゴリズムの構成法に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680469
• Research Institution: Hannan University
• Principal Investigator: 筒井 茂義 阪南大学, 経営情報学部, 教授 (90188590)
• Keywords: 確立モデルGA / 遺伝的アルゴリズム / 関数最適化 / ヒストグラム

Research Abstract

遺伝的アルゴリズム(以下,GA)における中心的なオペレータである「交叉」は,短いサブ問題から構成される問題や規模が小さい問題においてはビルディングブロックを効率よく組み合わせることが出来るのに対して,複雑・大規模な問題では有益なビルディングブロックを破壊してしまうという問題がある.このような従来のGAの問題を解決する方法として確率モデルGA(PMBGAs : probabilistic model-building genetic algorithms)の研究が活発に行われている.確率モデルGAでは従来のGAと同様,ランダムに生成された個体から選択オペレータにより有望な個体が選択される.次に,選択された個体の確率分布の推定が行われる.この推定された確率分布に基づいて,次世代の子個体が生成(サンプリング)される.この操作が,終了条件が満たされるまで繰り返される.従って,確率モデルGAは交叉オペレータが確率分布の推定とそれに基づくサンプリングに置き換わっている点以外は,従来のGAと全く同じであり,各種の選択オペレータや世代交代モデルを用いることが出来る.
本研究では、確率モデルGAの一手法として周辺分布ヒストグラムを用いる方法を提案し,関数最適化問題を用いた実験結果を行った.ヒストグラムのモデルとしては等幅ヒストグラム(FWH : Fixed width histogram)と等高ヒストグラム(FHH : Fixed height histogram)の二つを用いる.実験の結果,両モデルとも,パラメータ間に絡みがないあるいは絡みが弱い問題では優れた探索特性をもっていることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] Tsutui, Goldverg: "Search Space Beundary Extension Method in Real-Coded Genetic Algorithms"Journal of Information Science. 133(3-4). 229-247 (2001)
• [Publications] Tsutsui, Pelikan, Goldberg: "Evolutionary Algorithm using Marginal Histogram in continuous Domain"Proc. of the 2001 Genetic and Evolutionary Computation Conference Workshop. 230-233 (2001)
• [Publications] Tsutsui, Goldberg, Sastry: "Linkage Learning in Real-Coded GAs with Simplex Crossover"Proc. of the 5th Inter national Conference on Artificial Evolution. 73-84 (2001)
• [Publications] 筒井, Pelikan, Goldberg: "ヒストグラムを用いた確立モデル遺伝的アルゴリズムの提案"情報処理学会シンポジウムシリーズMPSシンポジウム論文集. 2001(12). 51-58 (2001)
• [Publications] Tsutsui, Pelikan, Goldberg: "Probabilistie Model-Building Genetic Algorithms Using Marginal Histograms In Gontinuous Domain"Knowlidge-Based Intelligent Information Engineering Systems Applied Technologies. 112-121 (2001)