Механизм отбора родительских пар

В ГС с целью предотвращения преждевременной сходимости процесса поиска к квазиоптимальному решению, заложен специальный механизм — механизм отбора.

В ГС использованы два механизма отбора, дающие в совместном использовании наилучшие результаты: элитный отбор и отбор с вытеснением.

Элитный отбор, основан на построении новой популяции только из лучших особей репродукционной группы, объединяющей в себе родителей, их потомков и мутантов. Он используется для ускорения процесса поиска и поэтому обладает потенциальной опасностью преждевременной сходимости. Поэтому в ГС применен очень осторожный подход в реализации этого отбора: в новое поколение отбирается только одна особь с наилучшим значением функции приспособленности [1].

Для компенсации быстрой сходимости, обеспечиваемой элитным отбором, необходимо предусмотреть некоторый противовес. С этой целью применен отбор родительских пар с вытеснением. В данном отборе перенос особи из репродукционной группы в популяцию нового поколения определяется не только величиной ее приспособленности, но и тем, есть ли уже в формируемой популяции следующего поколения особь с аналогичным хромосомным набором.

Из всех особей с одинаковыми генотипами предпочтение сначала, конечно же, отдается тем, чья приспособленность выше. Таким образом, достигаются две цели: во-первых, не теряются лучшие найденные решения, обладающие различными хромосомными наборами, а во-вторых, в популяции постоянно поддерживается достаточное генетическое разнообразие. Вытеснение в данном случае формирует новую популяцию скорее из далеко расположенных особей, вместо особей, группирующихся около текущего найденного решения.

Реализованный в методе ГС механизм особенно хорошо себя показал при решении многоэкстремальных задач [1], при этом помимо определения глобальных экстремумов появляется возможность выделить и те локальные экстремумы, значения которых близки к глобальным.

Помимо описанного выше и заложенного алгоритмически в метод ГС механизма отбора пар, обеспечивающего необходимый баланс между поддержанием на удовлетворительном уровне скорости поиска и предотвращением преждевременной сходимости процесса поиска к квазиоптимальному решению, в методе ГС имеется еще и ряд дополнительных рычагов регулирования сходимости поискового процесса. С помощью этих рычагов еще в большей степени можно влиять на расширение области поиска для ее детального исследования и тем самым использовать их для доводки режима работы метода ГС до оптимального уровня.