Подробное описание документа

   Улучшенный генетический алгоритм с гарантированной глобальной сходимостью: теоретическое обоснование и экспериментальная верификация / Хэ Бинь, Неусыпин К. А., Ван Чжун, Чэнь Хао // Авиакосмическое приборостроение. - 2025. - № 8. - С. 37-48.

Проблема преждевременной сходимости классического генетического алгоритма (КГА) при оптимизации многоэкстремальных функций связана с его тенденцией к застреванию в локальных минимумах и низкой эффективностью поиска. Для устранения этих недостатков предлагается улучшенный генетический алгоритм (УГА), сочетающий динамический контроль схожести родителей, адаптивную мутацию и элитистское сохранение. Во-первых, перекрестные родители отбираются с помощью динамического порога сходства, чтобы избежать чрезмерной гомогенизации генов и повысить разнообразие популяции. Во-вторых, разрабатывается адаптивная модель вероятности мутации, основанная на индексе разнообразия популяции и количестве поколений эволюционной стагнации, чтобы сбалансировать возможности глобального исследования и локальной эксплуатации. Наконец, вводится оптимальный механизм сохранения индивидуума для обеспечения сходимости алгоритма. На теоретическом уровне модель цепи Маркова используется для доказательства того, что улучшенный алгоритм сходится к глобальному оптимальному решению с вероятностью 1, и механизм повышения его эффективности разъясняется посредством динамических уравнений ожидаемой алгебры первого попадания и информационной энтропии популяции. Эксперименты на 10-мерной функции Растригина подтверждают, что стандартное отклонение результатов УГА (7,15) на 98,73 % ниже, чем у КГА (561,35).
Ключевые слова генетический алгоритм, адаптивная мутация, сходимость, разнообразие популяции