確率分布の発展に着目した進化的計算アルゴリズムの構成

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14084211
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 喜多 一 京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (20195241)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 直樹 大阪府立大学, 工学部, 助手 (90295717)
• Keywords: 遺伝的アルゴリズム / 最適化 / 分布推定アルゴリズム

Research Abstract

本研究では目的関数値のみを用いて最適化計算を行う手法として,遺伝的アルゴリズムに着目し,遺伝的アルゴリズムにおける多数の探索点を用いる最適化プロセスを確率分布の発展という視点から捉え,類似の探索アルゴリズムである分布推定型最適化アルゴリズムとの比較検討を行おうというものである.平成15年度には個体群ベースの確率的探索手法の評価法を検討し,遣伝アルゴリズム(GA)に基づいた比較手法として,任意の確率的探索過程について擬似突然変異成分と擬似交叉成分とを求める手法を提案し,実際にこの指標を用いてGAと分布推定アルゴリズムの特性について比較研究を行った.
このほか,セルラー型GAの一種であるスピングラス型遺伝アルゴリズム(Spin Grass Genetic Algorithm;SGGA)の基本的な構成について検討し,交叉・突然変異・選択の3種類の遺伝演算子を定義するとともに,SGGAの定性的な解析としてGAの問題点を解決するために提案された分布推定アルゴリズムと探索性能および統計的性質についての比較実験を行い,提案手法の有効性を確認した.
さらに,GAは最適化すべき関数にノイズが重畳している場合にも最適化が行える手法であることから,乱数を用いた計算機シミュレーションにより評価値を得ながらシステムを最適化するシミュレーションベースの最適化への適用を考え,GAによるエレベータシステムの運行制御系のシミュレーションベースの最適設計への応用を行った.

Research Products

• [Publications] Satoshi Takahashi, Hajime Kita et al.: "Simulation-based Optimization of a Controller for Multi-Car Elevators Using a Genetic Algorithm for Noisy Fitness Function"Proceedings of 2003 Congress on Evolutionary Computation. 1582-1587 (2003)
• [Publications] 鈴木, 高橋, 佐野, 喜多, 須藤, マルコン: "遺伝的アルゴリズムによるマルチカーエレベータ制御ルールのシミュレーションベースド最適化"計測自動制御学会論文集. (掲載決定). (2004)
• [Publications] Naoki Mori, Keinosuke Matsumoto: "Adaptation to a Dynamical Environment by means of the Environment Identifying Genetic Algorithm"Proceedings of 2003 Congress on Evolutionary Computation. 1626-1631 (2003)
• [Publications] 鈴木 雄士, 森直樹, 松本啓之亮: "演算子進化型遺伝アルゴリズムの研究"第47回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. 503-504 (2003)
• [Publications] 岡田 憲明, 森直樹, 松本啓之亮: "種構造を導入したセルラー遺伝アルゴリズムの提案"第47回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. 509-510 (2003)