Ana Sayfa Algoritma ve Programlama Parçacık Sürü Optimizasyonu

Parçacık Sürü Optimizasyonu

Optimizasyon; Verilen amaç için belirli işlem uygularken iyi çözüm elde etme sürecine optimizasyon denir. Optimizasyon terminolojisinde her zaman en iyiye ulaşma söz konusudur.  Optimizasyon problemlerinde daha önce matematiksel fonksiyonlarla tanımlanıyordu. Bu tür yöntemlerin esnek olmaması ve dezavantajının fazla olması sebebiyle yeni yöntemler geliştirilmeye çalışılmış ve doğadaki olaylardan esinlenmeye başlanılmıştır. Doğadaki olaylar temel alınarak geliştirilen optimizasyon algoritmaları sezgisel olarak adlandırılmaktadır. Bu algoritmaların en yaygın olanlarından bir tanesi parçacık sürü optimizasyonu algoritmasıdır.

Parçacık Sürü Optimizasyonu Nedir

Parçacık sürü optimizasyonu temelde sürüdeki bireylerin birbirlerini geliştirmesine dayanan bir algoritmadır. Bu algoritma sürü halinde hareket eden balıklar ve böceklerden esinlenerek Dr. Kennedy ve Dr. Eberhart 1995 yılında geliştirilmiştir. Sürü halinde hareket eden hayvanların yiyecek ve güvenlik hayati ihtiyaçlarını giderirken rastgele sergiledikleri hareketlerin, sürüdeki diğer bireyleri etkilediğini ve sürünü amacına daha kolay ulaşmalarını sağladığı görülmüştür. Her bireye parçacık denir ve bu parçacıkların oluşturduğu popülasyona da sürü denir.

Amaç sürüdeki en iyi konuma sahip parçacığının yerinin tespit edilip diğer parçacıkların da o yöne hareketinin sağlanmasıdır. Parçacıklar bir sonraki konumunu geçmiş tecrübelerine ve sürüdeki en iyi pozisyona sahip bireye dayanarak iyileştirmeyi hedefler. Akış diyagramı aşağıdaki gibidir:

optimizasyon

Algoritma temel olarak aşağıdaki basamaklardan oluşur;

  • Rastgele üretilen başlangıç pozisyonları ve hızları ile başlangıç sürüsü oluşturulur.
  • Sürü içerisindeki tüm parçacıkların uygunluk değerleri hesaplanır.
  • Her bir parçacık için mevcut jenerasyondan yerel en iyi (pbest) bulunur. Sürü içerisinde en iyilerin sayısı parçacık sayısı kadardır.
  • Mevcut jenerasyondaki yerel eniyiler içerisinden küresel en iyi (gbest) seçilir.
  • Pozisyon ve hızlar aşağıdaki gibi yenilenir.

Parçacık Sürü Optimizasyonu formülü

Pgd: Problemimiz için en iyi değere sahip konum vektörü.(gbest),

Xid: İ. Bireyin şu  anki konum vektörü,

Pid: Kişisel i. Parçacığın en iyi olduğu konum (pbest),

Vid: İ. Bireyin şu  anki hız vektörü,

C1, C2  : Çözümün başında bizim belirlediğimiz sayılar.

W : Momentum katsayısı,

rand1, rand2 :  0-1 arasındaki rastgele sayılar

NOT: Eşitliğin sol tarafında yer alan değerler ise i. Parçacığın işlem sonundaki hız ve konum vektörleridir.

Şimdi gelin bu algoritmayı biraz daha sadeleştirerek bir örnek üzerinde anlayalım:

x y
P1 -3 1
P2 2 -4
P3 0 -2
P4 1 9
P5 6 0

W=0,1

C1,C2=2

Yandaki tabloda x-y koordinat düzleminde konumları verilen 5 tane parçacığımız yer almaktadır. Yukarıdaki değerler önceden belirlediğimiz değerlerdir. Amacımız f(x,y)=2x^2-y fonksiyonumuzun minimum olduğu noktayı bulmak. Öncelikle her bir parçanın konum vektörlerini fonksiyonda yerine yazarak uygunluk değerlerini hesaplayacağız.

P1=17  P2=12  P3=2  P4=-7  P5=72

Uygunluk değerlerini hesapladığımızda P4 amacımıza uygun olarak en iyi değere sahip birey oluyor.Bu durumda P4 gbest oluyor.Bundan sonra değerleri  formülümüzde yerine yazarak her bir parçacığın bir sonraki hızı ve konumu bulunur. Birinci iterasyonda bir önceki konumları olmadığı için Pid (pbest) şu anki konumu olarak alınır. Tüm parçacıkların bir sonraki konumu bulunduğunda birinci iterasyon tamamlanmış olur.Ardından tekrar uygunluk değerleri hesaplanıp yeni gbest bulunur ve ikinci iterasyonun tamamlanmasının ardından en iyi çözüm üretilene kadar iterasyonlar devam eder.

arıcılık malzemeleri
Avatar
Konuk Yazar
Konuk yazarlarımız tarafından sitemize yollanan yazılar bu hesaptan yayınlanmaktadır. İsimsiz yazı yayınlamak istiyorsanız iletişim bölümünden sizlerde yazılarınızı yollayabilirsiniz.

1 Yorum

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.

Yazar Ol arıcılık malzemeleri Proje Yönetimi

Yeni Yazılar

Giyilebilir Teknoloji Ürünleri

Teknoloji hayatımızın bir parçası olmaktan çıktı artık teknoloji hayatımız oldu. Yeni teknolojiler geliştirildikçe var olan teknolji ve teknolojik aletlerde gelişiyor ve değişiyor. Örnek olarak...

Antioksidan Nedir Görevleri Nelerdir

Canlı vücudu sürekli bir oksidatif stres altında bulunur. Oksidatif stres oksidan ve antioksidanlar arasındaki dengesizlik olarak tanımlanabilir. Bu dengesizliğe neden olan şey ise oksijenin vücutta ikiye ayrılması ve çift halde bulunamamasıdır. Bu...

Genetik Mühendisliğinin İnsanlığa Yarar ve Zararları

İnsanlığın, kalıtsal özellikleri kontrol altına alması ihtiyacından doğmuş genetik mühendisliği ilk kez 1972’de ortaya çıkmıştır ve gelişmiş ülkelerde oldukça değerli bir meslektir. Canlılarda bulunmakta...

RTX 3000 Serisi Ekran Kartlarının Başarısı

nVidia yeni nesil ekran kartlarında oldukça büyük bir başarı yakaladı. Her ne kadar ekran kartını dağıtan firmalarda bazı teknik detay sorunları yaşansa da performansın...

Mühendislik Maaşları

Harita Mühendisliği Maaşları

Ülkemizin en çok tercih edilen mühendislik dallarından biri olan harita mühendisliği önü açık ve geleceği parlak bir meslek olarak tanımlanmaktadır. Bu yazımızda harita mühendisliği...

Tekstil Mühendisliği‎ Maaşları

Tekstil Mühendisliği, üniversiteye hazırlanan birçok öğrenci aynı zamanda meslek dalı seçimi yapmak için de detaylı araştırmalar yapmaktadır. En fazla merak edilen meslek gruplarından bir tanesi...

Giyim Üretim Teknolojisi Bölümü Maaşları

Giyim üretim teknolojisi bölümü belli üniversitelerde açılmış olan 2 yıllık bir bölümdür. Genelde meslek liselerinin ilgili bölümlerinden mezun olan öğrencileri puansız geçişle, diğer düz...

Geomatik Mühendisliği Maaşları

Geomatik mühendisi kimdir? Uzay teknolojileri ve bilgi teknolojileri gün geçtikçe geliştiğinden dolayı, bu gelişmelerle birlikte Geomatik Mühendisliği bölümünün de değeri artmaktadır. Uydular aracılığıyla elde edilen...