2.3. Một số phương pháp tái cấu hình LĐPP
2.3.6. Giải thuật tối ưu bầy đàn
Thuật tốn tối ưu bầy đàn (PSO) lần đầu tiên được đề xuất bởi Eberhart và
Kennedy vào năm 1995 [91]. PSO là một dạng của thuật tốn tiến hĩa được lấy ý
tưởng từ từ phương pháp tìm kiếm thức ăn của đàn chim. So với GA, PSO khơng cĩ các cơ chế ghép chéo hay đột biến mà thiên về sử dụng sự tương tác giữa các cá thể trong một quần thể để khám phá khơng gian tìm kiếm. Các bước cơ bản của thuật
tốn PSO (Hình 2.7) được thực hiện như sau: Bắt đầu
Khởi tạo vị trí và vận tốc quần thể cá thể ban đầu
Đánh giá mỗi cá thể bằng hàm thích nghi
-Tìm vị trí tốt nhất của mỗi cá thể
-Tìm vị trí tốt nhất của cả quần thể Cập nhật vận tốc và vị trí của các cá thể
Xuất kết quả (Vị trí tốt nhất của quần thể) Vịng lặp <=Vịng lặpmax
Đúng
Sai
Vịng lặp =Vịng lặp + 1
Kết thúc
Đánh giá mỗi cá thể bằng hàm thích nghi
Hình 2. 7. Giải thuật PSO.
và vận tốc ban đầu là ሼܺଵǡ ܺଶǡ ǥ ǡ ܺேሽ, ሼܸଵǡ ܸଶǡ ǥ ǡ ܸேሽ. Khi đĩ, mỗi cá thể tương ứng
với một giá trị hàm mục tiêu ݂ሺܺሻ, và quần thể tương ứng với tập giá trị hàm mục
tiêu ሼ݂ሺܺଵሻǡ ݂ሺܺଶሻǡ ǥ ǡ ݂ሺܺேሻሽ. Đặt vịng lặp k = 0, di chuyển đến bước tiếp theo.
(2) Tìm vị trí tốt nhất của mỗi cá thể và của cả quần thể: Trong quá trình khám phá khơng gian tìm kiếm, mỗi cá thể chịu sự tác động của hai thơng tin đĩ là vị trí tốt nhất của chính cá thể đĩ trong quá khứ (Pbest) và vị trí tốt nhất của cả bầy đàn đã đạt được trong quá khứ (Gbest).
(3) Cập nhật vận tốc và vị trí của các cá thể: Mỗi cá thể sẽ điều chỉnh vận tốc và vị trí của mình theo các cá thể cĩ giá trị thích nghi tốt nhất như sau:
ܸାଵൌ ܥଵ ൈ ݎܽ݊݀ ൈ ሺܲ௦௧ǡെ ܺሻ ܥଶ ൈ ݎܽ݊݀ ൈ ሺܩ௦௧ǡെ ܺሻ (2.12)
ܺାଵൌ ܺ ܸାଵ (2.13)
(4) Thực hiện xong bước (2) và (3), quần thể với vận tốc di chuyển và vị trí mới được cập nhật. Vị trí mới của các cá thể được đánh giá bằng hàm thích nghi. Nếu các điều kiện hội tụ được thỏa mãn, thuật tốn sẽ được dừng lại ngược lại thuật tốn sẽ quay lại bước (2) và tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo.
Giải thuật PSO cĩ ưu điểm là đơn giản, dễ dàng thực hiện và PSO cĩ thể dễ dàng hoạt động với các giải pháp là số thực. Ngồi ra, do khơng cĩ cơ chế ghép chéo và đột biến nên PSO tính tốn nhanh hơn và sử dụng ít bộ nhớ máy tính hơn do bởi trong q trình tính tốn, PSO khơng lưu trữ đường chuyển động của mỗi cá thể mà chỉ dựa vào vận tốc của mỗi cá thể. Tuy nhiên, do các cá thể trong quần thể di chuyển dựa trên cá thể tốt nhất trong quần thể và cĩ xu hướng tập trung về vị trí cá thể tốt nhất nên làm cho PSO cĩ khuynh hướng hội tụ sớm và cĩ thể làm cho giải pháp thu được khơng tối ưu.