Обсуждение статьи "Популяционные алгоритмы оптимизации: Алгоритм интеллектуальных капель воды (Intelligent Water Drops, IWD)"

MetaQuotes 2023.11.21 13:49

Опубликована статья Популяционные алгоритмы оптимизации: Алгоритм интеллектуальных капель воды (Intelligent Water Drops, IWD):

В статье рассматривается интересный алгоритм - интеллектуальные капли воды, IWD, подсмотренный у неживой природы, симулирующий процесс формирования русла реки. Идеи этого алгоритма позволили значительно улучшить прошлого лидера рейтинга - SDS, а нового лидера (модифицированный SDSm), как обычно, найдёте в архиве к статье.

IWD — это модель, в которой водяные капли находят оптимальный путь к месту назначения, изменяя русло реки. Этому способствуют три важных параметра. За счет собственной скорости капли способны захватывать почву со дна реки, и чем выше скорость, тем большее количество почвы каждая капля способна унести с собой, соответственно, тем свободнее станет путь для последующих агентов. Скорость потока растет там, где нет почвы, которую необходимо расчищать. Оптимальным можно назвать такой путь, на котором встречается меньше всего почвы и где можно развить наибольшую скорость. С помощью IWD можно реализовать стратегию оптимизации, когда случайные агенты интеллектуально взаимодействуют друг с другом таким образом, что совместными усилиями меняют русло реки и создают оптимальный путь, на котором почва вообще не встречается и скорость потока агентов становится наивысшей из возможных.

Основные принципы:

капля воды предпочитает путь с меньшим количеством почвы, чем пути с большим количеством почвы
капля воды предпочитает более короткий путь, когда приходится выбирать между несколькими маршрутами на пути от источника к месту назначения
лёгкость или твёрдость пути определяется количеством почвы на этом пути, путь с большим уровнем почвы считается трудным путем, тогда как путь с меньшим уровнем почвы считается лёгкий путем.

В природе множество капель воды наблюдаются в реках, где они образуют огромные массы (рои капель воды). Пути, которыми текут природные реки, были созданы роями из капель воды. Рои капель воды (реки) являются частью окружающей среды, которая была значительно изменена роем, а также подвержена изменениям в будущем. Более того, сама среда оказывает существенное влияние на пути следования капель воды. Им оказывают сопротивление берега реки. Например, рою капель воды сопротивляются больше те части окружающей среды, из которых состоит жесткий грунт, чем части из мягкого грунта. Естественное русло реки является результатом конкуренции между каплями воды и окружающей средой, которая оказывает сопротивление движению капель воды.

Автор: Andrey Dik