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遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化手法の開発・定量的評価および適用

研究課題

研究課題/領域番号 12680402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能情報学
研究機関立命館大学

研究代表者

西川 郁子  立命館大学, 理工学部, 助教授 (90212117)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2001年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード遺伝的アルゴリズム / 多様的最適化 / パレート解集合 / コーディング / 並列選択法 / 相関係数 / 評価指標 / ナップサック問題 / 多目的最適化 / デコーディング / 並列選択 / パレート解 / ナップザック問題 / フローショップ問題
研究概要

多目的最適化においては,問題の大規模化や目的数の増加により,解空間内のパレード最適解数が飛躍的に増大するため,そこでの探索は単に多数のパレード解を得ることではなく,より多様で広範な解を得ることである.本研究では,GAを多目的最適化問題に適用するにあたり,以下を行った.
1.個体ごとに特定の目的に特化させ,その特化目的ごとに異なるデコーディングを行うMultiple Coding GAを提案.従来の並列選択法との比較実験では,相補的な探索傾向が見られたことより,両手法の融合手法も用いた.
2.性能検証用の対象問題をより系統的に作成するために,問題データの統計性,具体的には目的間の相関係数を随意に与える方法を開発.2目的が各々独立にGauss分布,あるいは,一様分布に従う確率変数の場合に,所望の相関係数をもつデータの作成方法を示した.目的間の相関に応じて,パレート解集合の分布形状が変わり,それにより探索課題の定性的性質や各探索手法の性能が変わることを実験的に確認した.
3.GA手法ごとに得られたパレート解集合を定量比較する指標として,相対精度,カバー率,多様性の3量の定義.比較実験での評価指標とした.
4.2目的ナップサック問題で2.の方法で作成した各種相関を持つ2目的データ,3目的ナップサック問題,2目的フローショップ問題に対して,1.で提案したMultiple Coding GA,並列選択法,および,両者のハイブリッド法を適用し,3.の指標で評価した.
5.4.の実験よ,並列選択法は中央部分で密,MCGAは周辺でより有効な探索を行うこと,よって特に,データの統計性により広いパレート解分布を持つ問題や大規模な問題,目的数が増えた場合に,優位性が分った.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 西川 郁子, 内田 周志: "ニューラルネットワークの確率的学習則と自律移動ロボットの行動獲得への適用"計測自動制御学会論文誌. 37・12. 1169-1177 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西川 郁子, 西出 恵介: "進化型多目的最適化の一手法-Multiple Coding GA-"計測自動制御学会論文誌. 38・1. 87-96 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日向 崇, 西川 郁子: "自己組織化マップを用いた蝶類標本画像データベースの構築"日本ファジィ学会誌. 14・1. 74-81 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 近藤 啓介, 西川 郁子: "行動ネットワークのHebb型学習による自律ロボットの行動獲得"システム制御情報学会論文誌. 15・7(掲載決定). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Naoki Hayashi: "An Autonomous Mobile Agent by a Chaotic Neural Network"Proc.2001 International Joint Conference on Neural Network. (CD-ROM). No.503 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Kentaro Matsunaga: "An Unsupervised Learning of a Layered Network and Its Application to a Motion Acquisition"Proc.2002 International Joint Conference on Neural Network. (to appear). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Shuji Uchida: "A Stochastic Unsupervised Learning Algorithm and Its Application to an Tutonomous Agent"Trans. of the Society of Instrument and Control Engineers. 37-12. 1169-1177 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Keisuke Nishide: "A Mehod of Multiobjective Genetic Algoritums - Multiple Coding GA -"Trans. of the Society of Instrument and Control Engineers. 38-1. 87-96 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Hyuga, Ikuko Nishikawa: "Implementing the Database System of Butterfly Specimen Image by Self-Organizing Maps"J. of Japan Society for Fuzzy Theory and Systems. 14-1. 74-81 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Kondo, Ikuko Nishikawa: "Hebbian Learning of a Behavior Network and Its Application to a Collision Avoidance by an Autonomous Agent"Trans. of the Institute of Systems, Control and Information Engineerings. 15-7 (to appear). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Naoki Hayashi: "An Autonomous Mobile Agent by a Chaotic Neural Network"Proc. of 2001 International joint Conference on Neural Netwaorks. (CD-ROM) Paper No. 503. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Kentaro Matsunaga: "An Unsupervised Learning of a Layered Network and Its Application to a Motion Acquisition"Proc. of 2002 International Joint Conference on Neural Networks. (to appear). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西川郁子, 内田周志: "ニューラルネットワークの確率的学習則と自律移動ロボットの行動獲得への適用"計測自動制御学会論文誌. 37・12. 1169-1177 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 西川郁子, 西出恵介: "進化型多目的最適化の一手法-Multiple Coding GA-"計測自動制御学会論文誌. 38・1. 87-96 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 日向 崇, 西川郁子: "自己組織化マップを用いた蝶類標本画像データベースの構築"日本ファジィ学会誌. 14・1. 74-81 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤啓介, 西川郁子: "行動ネットワークのHebb型学習による自律ロボットの行動獲得"システム制御情報学会論文誌. 15・8(掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Naoki Hayashi: "An Autonomous Mobile Agent by a Chaotic Neural Network"Proc. 2001 International Joint Conference or Neural Networks. (CD-ROM). NO.503 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ikuko Nishikawa, Kentaro Matsunaga: "An Unsupervised Learning of a Layered Network and Its Application to a Motion Acquisition"Proc. 2001 International Joint Conference or Neural Networks. (to appear). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 西出恵介: "多目的最適化問題への遺伝的アルゴリズムの適用と性能評価"第44回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. 125-126 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 田畑長夢: "多重制約付ナップサック問題に対する遺伝アルゴリズムの適用"第44回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. 441-442 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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