2.3. Một số phương pháp tái cấu hình LĐPP
2.3.8. Giải thuật tìm kiếm lùi
Giải thuật tìm kiếm lùi (Backtracking Search Algorithm - BSA) là thuật tốn được phát triển dựa trên trên thuật tốn tiến hĩa bởi Civicioglu vào năm 2013 [93]. Các bước thực hiện của BSA bao gồm khởi tạo, chọn lọc – I, đột biến, ghép chéo và chọn lọc – II (Hình 2.10).
-Khởi tạo quần thể ban đầu P -Khởi tạo quần thể lịch sử oldP Đánh giá quần thể Pbằng hàm thích nghi
-Định nghĩa lại quần thể oldPdựa trên P -Sắp xếp ngẫu nhiên lại quần thể oldP
Tính tốn quần thể đột biến dựa trên PvàoldP
-Khởi tạo ma trận ghép chéo nhị phân -Thay đổi ngẫu nhiên giá trị ma trận
-Ghép chéo quần thể đột biến với quần thể P dựa vào ma trận ghép chép
-Đánh giá quần thể mới bằng hàm thích nghi
-Cập nhật các cá thể tốt vào quần thể P Chọn lọc - II Ghép chéo Đột biến Chọn lọc - I Bắt đầu
Xuất kết quả (cá thể tốt nhất trong quần thể P) Thế hệ >Thế hệmax
Sai
Đúng
Kết thúc Thế hệ =Thế hệ + 1
Hình 2. 10. Giải thuật BSA.
(1) Khởi tạo quần thể: Chọn ngẫu nhiên một quần thể cá thể ban đầu P là
ሼܺଵǡ ܺଶǡ ǥ ǡ ܺேሽ. Khi đĩ, mỗi cá thể tương ứng với một giá trị hàm mục tiêu ݂ሺܺሻ,
cạnh khởi tạo quần thể ban đầu, BSA cũng khởi tạo một quần thể lịch sử (oldP) tương tự như quần thể P để định hướng tìm kiếm. Đặt vịng lặp k = 0, di chuyển đến bước tiếp theo.
(2) Chọn lọc - I: Quần thể oldP được định nghĩa lại bằng cách thay thế bằng
một vài cá thể được lấy ngẫu nhiên từ quần thể P. Sau đĩ các cá thể của quần thể oldP
được sắp xếp lại thứ tự một cách ngẫu nhiên.
(3) Đột biến: Khơng giống như GA, Quá trình đột biến của BSA tạo ra dạng
quần thể Mutant dựa trên một phần của kinh nghiệm từ các thế hệ trước.
ܯݑݐܽ݊ݐ ൌ ܲ ܨሺ݈݀ܲ െ ܲሻ (2.20)
Trong biểu thức (2.20), F là một hàm phân phối chuẩn (F = 3.rand) điều khiển
biên độ của ma trận hướng tìm kiếm.
(4) Ghép chéo: Quá trình chéo của BSA tạo ra dạng quần thể cuối cùng. Quá trình ghép chéo của BSA cĩ hai bước. Bước đầu tiên tính tốn một ma trận nhị phân (map) cĩ kích thước bằng kích thước quần thể. Dựa trên giá trị của map, hai quần thể
Mutant và P sẽ được ghép chéo với nhau và tạo ra quần thể mới.
(5) Chọn lọc - II: Quần thể mới tạo ra được tính tốn giá trị hàm thích nghi và nếu cá thể nào tốt hơn sẽ được sử dụng thay thế cá thể tương ứng trong quần thể P.
(6) 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.
Tương tự như GA, BSA cũng được xây dựng dựa trên các cơ chế tiến hĩa. Tuy nhiên, so với GA, BSA sử dụng ít thơng số điều khiển hơn. Trong khi quá trình hoạt động của GA bị ảnh hưởng bới các thơng số như tỉ lệ chọn lọc, đột biến, ghép chéo, thì BSA chỉ phụ thuộc vào thơng số điều chỉnh giá trị của ma trận ghép chéo của hai quần thể.