الگوریتم بهینه سازی جریان های آب: روشی جدید در بهینه سازی مسائل با بعد بالا

در این مقاله، یک روش بهینه سازی فراابتکاری، برگرفته شده از رفتار و حرکت جریان های آب بر روی زمین در رسیدن به پست ترین مکان ممکن، جهت حل مسایل پیوسته ارایه شده است. حرکت ساده جریان آب بر روی زمین به طور مشخصی کارآمد و بهینه می باشد و همیشه کوتاه ترین و سریع ترین مسیر رسیدن به عمیق ترین نقطه را در بر دارد. در الگوریتم ارایه شده حرکت های ساده آب در مسیریابی، تغییر جهت و حتی ایجاد تندآب و گرداب به صورت عملگرهای ریاضی مختلف شبیه سازی شده است. در ادامه مقاله، جهت بررسی کارایی الگوریتم فراابتکاری پیشنهادی، بیست وسه تابع استاندارد مختلف مورد استفاده قرارگرفته و کارایی الگوریتم با برخی روش های کلاسیک بهینه سازی فراابتکاری مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج آزمایش ها موید این است که الگوریتم ارایه شده از نظر دقت و سرعت در بیشتر توابع آزمون استاندارد عملکرد بهتری را ارایه می دهد، به ویژه در بعد بالا این برتری به طور معنی داری قابل مشاهده است و اختلاف بسیار زیادی با دیگر الگوریتم ها دارد، به طوری که الگوریتم های دیگر تقریبا قادر به بهینه سازی در ابعاد بالا نیستند. در بعد 30، میانگین زمان اجرای برنامه الگوریتم آب باران نسبت به الگوریتم وراثتی 657/1 و نسبت به الگوریتم جستجوی فاخته 274/1 می باشد. در جایی که میانگین خطای الگوریتم ارایه شده به الگوریتم وراثتی 06/0 و نسبت به الگوریتم جستجوی فاخته 004/0 می باشد. بنابراین افزایش %94 دقت درازای %65 درصد زمان بیشتر نسبت به الگوریتم وراثتی و افزایش %6/99 دقت درازای %5/27 زمان بیشتر نسبت به الگوریتم جستجوی فاخته مشاهده می شود.