Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi

Basturk Akay, Bahriye; ALICI KARACA, Demet

Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi

Demet ALICI KARACA, (Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği, Erzincan, Türkiye)

Bahriye AKAY (Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği, Kayseri, Türkiye)

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

2 1

Yıl: 2020 Cilt: 36 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 385 - 399 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 14-11-2021

Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi

Öz:

Sürü zekası algoritmaları arasında performansıyla öne çıkan algoritmalardan biri olan Yapay Arı Kolonisi algoritmasının, tasarım parametrelerinin bazı koşullarla kısıtlandığı ve optimum değerin kabul edilebilir bölge içinde olması gerektiği sınırlamalı optimizasyon problemlerini çözmek için farklı versiyonları geliştirilmiştir. Kısıtları dikkate alarak problemleri çözmek amacıyla ceza terimine dayalı metotlar, çözümleri kabul edilebilir bölgede tutan metotlar, kabul edilebilir ve kabul edilebilir olmayan çözümler arasında ayrım yapan metotlar ve karma metotlar bulunmaktadır. Bu çalışmada sınırlamalı optimizasyon problemlerini çözmek amacıyla temel Yapay Arı Kolonisi algoritmasına ceza fonksiyonları, rasgele sıralama ve stokastik Deb kuralları entegre edilerek yeni yöntemler önerilmiştir. Önerilen yöntemler literatürde sıklıkla kullanılan sınırlamalı test problemleri üzerinde test edilmiş ve literatürdeki algoritmalar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda çalışma kapsamında önerilen yöntemler sınırlamalı optimizasyon problemlerinin çözümünde diğer algoritmalarla benzer ya da daha iyi sonuçlar üretmiştir.

Anahtar Kelime:

Analyzing the Effect of Constraint-handling Methods on Artificial Bee Colony Algorithm

Öz:

Different modifications of the Artificial Bee Colony algorithm, which stands out with its performance among swarm intelligence algorithms, have been developed to solve the constrained optimization problems in which the design parameters are restricted by certain conditions and the optimum value should be located within the feasible region. In order to solve the problems by considering the constraints, there are methods based on penalty functions, methods based on preserving feasibility of solutions, methods which distinguish between feasible and infeasible solutions and hybrid methods. In this study, in order to solve the constrained optimization problems, new methods have been proposed by integrating penalty functions, stochastic ranking and stochastic Deb’s rules into the basic Artificial Bee Colony algorithm. The proposed methods have been tested on well-known constrained test problems in the literature, and the results have been compared with other state-of-the-art algorithms. The results indicate that proposed methods showed similar or better performance to solve constrained optimization problems when compared to the other algorithms considered in this study.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Parsopoulos, K. E., Vrahatis, M. N., 2002, “Particle swarm optimization method for constrained optimization problems”, Intelligent Technologies–Theory and Application: New Trends in Intelligent Technologies, Vol. 76, No. 1, pp. 214-220.
[2] Huang, Z., Wang, C. and Tian, H., 2009, “A genetic algorithm with constrained sorting method for constrained optimization problems”, 2009 IEEE International Conference on Intelligent Computing and Intelligent System, Vol. 1, pp. 806-811, IEEE.
[3] Lu, H. and Chen, W., 2008, “Self-adaptive velocity particle swarm optimization for solving constrained optimization problems”, Journal of Global Optimization, Vol. 41, No. 3, pp.427-445.
[4] Michalewicz, Z. and Schoenauer, M., 1996, “Evolutionary algorithms for constrained parameter optimization problems”, Evolutionary computation, Vol. 4, No. 1, pp.1-32
[5] Runarsson, T.P. and Yao, X., 2000, “Stochastic ranking for constrained evolutionary optimization”, IEEE Transactions on evolutionary computation, Vol. 4, No. 3, pp.284-294.
[6] Runarsson, T.P. and Yao, X., 2005, “Search biases in constrained evolutionary optimization”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews), Vol. 35, No. 2, pp.233-243.
[7] Mezura-Montes, E. and Coello, C.A.C., 2005, “A simple multimembered evolution strategy to solve constrained optimization problems”, IEEE Transactions on Evolutionary computation, Vol. 9, No. 1, pp.1-17.
[8] Muñoz Zavala, A.E., Aguirre, A.H. and Villa Diharce, E.R., 2005, June, “Constrained optimization via particle evolutionary swarm optimization algorithm (PESO)”, In Proceedings of the 7th annual conference on Genetic and evolutionary computation, pp. 209-216, ACM.
[9] Deb, K., 2000, “An efficient constraint handling method for genetic algorithms”, Computer methods in applied mechanics and engineering, Vol. 186, No. 2-4, pp.311-338.
[10] Karaboga, D. and Akay, B., 2011, “A modified artificial bee colony (ABC) algorithm for constrained optimization problems”, Applied soft computing, Vol. 11, No. 3, pp.3021-3031.
[11] Karaboga, D., 2005, “An idea based on honey bee swarm for numerical optimization”, Vol. 200, Technical report-tr06, Erciyes university, engineering faculty, computer engineering department.
[12] Coello, C.A.C., 2002, “Theoretical and numerical constraint-handling techniques used with evolutionary algorithms: a survey of the state of the art”, Computer methods in applied mechanics and engineering, Vol. 191, No. 11-12, pp.1245-1287.
[13] Akay, B., 2009, Nümerik optimizasyon problemlerinde yapay arı kolonisi (artificial bee colony) algoritmasının performans analizi, Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri.
[14] Karaboga, D. and Basturk, B., 2007, June, “Artificial bee colony (ABC) optimization algorithm for solving constrained optimization problems”, In International fuzzy systems association world congress, pp. 789-798, Springer, Berlin, Heidelberg.
[15] Liang, J.J., Runarsson, T.P., Mezura-Montes, E., Clerc, M., Suganthan, P.N., Coello, C.C. and Deb, K., 2006, “Problem definitions and evaluation criteria for the CEC 2006 special session on constrained real-parameter optimization”, Journal of Applied Mechanics, Vol. 41, No. 8, pp.8-31.

APA	ALICI KARACA D, Basturk Akay B (2020). Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. , 385 - 399.
Chicago	ALICI KARACA Demet,Basturk Akay Bahriye Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. (2020): 385 - 399.
MLA	ALICI KARACA Demet,Basturk Akay Bahriye Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. , 2020, ss.385 - 399.
AMA	ALICI KARACA D,Basturk Akay B Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. . 2020; 385 - 399.
Vancouver	ALICI KARACA D,Basturk Akay B Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. . 2020; 385 - 399.
IEEE	ALICI KARACA D,Basturk Akay B "Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi." , ss.385 - 399, 2020.
ISNAD	ALICI KARACA, Demet - Basturk Akay, Bahriye. "Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi". (2020), 385-399.

APA	ALICI KARACA D, Basturk Akay B (2020). Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 36(3), 385 - 399.
Chicago	ALICI KARACA Demet,Basturk Akay Bahriye Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 36, no.3 (2020): 385 - 399.
MLA	ALICI KARACA Demet,Basturk Akay Bahriye Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.36, no.3, 2020, ss.385 - 399.
AMA	ALICI KARACA D,Basturk Akay B Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2020; 36(3): 385 - 399.
Vancouver	ALICI KARACA D,Basturk Akay B Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2020; 36(3): 385 - 399.
IEEE	ALICI KARACA D,Basturk Akay B "Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi." Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 36, ss.385 - 399, 2020.
ISNAD	ALICI KARACA, Demet - Basturk Akay, Bahriye. "Sınırlama Ele Alış Metotlarının Yapay Arı Kolonisi Algoritması Üzerinde Etkisinin İncelenmesi". Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 36/3 (2020), 385-399.