Seminar optimizacija rada semafora genetskim algoritmima
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 22

Seminar Optimizacija rada semafora genetskim algoritmima PowerPoint PPT Presentation


  • 79 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Seminar Optimizacija rada semafora genetskim algoritmima. Andrija Čajić Voditelj: Doc. dr. sc.  Domagoj Jakobović. Uvod. ??. Uvod u genetske algoritme. Algoritmi koji imitiraju evoluciju. Optimizacija semafora. Model cestovne mreže.

Download Presentation

Seminar Optimizacija rada semafora genetskim algoritmima

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Seminar optimizacija rada semafora genetskim algoritmima

Seminar Optimizacija rada semafora genetskim algoritmima

Andrija ČajićVoditelj: Doc. dr. sc. Domagoj Jakobović


Seminar optimizacija rada semafora genetskim algoritmima

Uvod

??


Uvod u genetske algoritme

Uvod u genetske algoritme

  • Algoritmi koji imitiraju evoluciju


Optimizacija semafora

Optimizacija semafora

Model cestovne mreže

Pojednostavljeni model skupa ulica i križanja na kojem ćemo pokušati optimizirati promet


Optimizacija semafora1

Optimizacija semafora

  • Cilj: podesiti rad svih semafora prema zadanim rutama

f1 = 140;

f1a = 90;

f1b = 50;

f2 = 100;

f3 = 50;


Optimizacija semafora2

Optimizacija semafora

Stanja semafora:

Na svakom križanju postoji skup semafora koji dozvoljavaju odnosno zabranjuju promet u nekim pravcima.

Zato pod pojmom “stanje semafora”, zapravo podrazumjevamo trenutno dopuštene smjerove kretanja na nekom križanju.


Rad semafora

Rad semafora

  • Svi semafori rade na istom principu:

Genetski algoritam zapravo optimizira vremenska trajanja ovih stanja da bi se postigla što bolja protočnost.

Odnosno…

Ili…


Rad semafora1

Rad semafora

  • Kružni tok stanja možemo napisati u brojčanom obliku koji će sadržavati informaciju o radu semafora

  • p = (t1, t2, t3, t4) … “propusnost semafora”

  • Proizvoljno odabiremo fiksnu vrijednost zbroja svih propusnosti semafora -> t1+t2+t3+t4 = 120

  • p = (30, 30, 30, 30) – uređena četvorka koja opisuje neutralni rad semafora


Jedinka

Jedinka

  • Tek definiran rad svih semafora za zadani model cestovne mreže predstavlja jedno potencijalno rješenje odnosno JEDINKU

  • Npr:


Genetski operatori

Genetski operatori

  • Mutacija i križanje

  • Mutacija je unarni operator

  • Stvara novu jedinku koja je kopija neke već postojeće jedinke iz populacije te izmjeni neki njezin slučajno odabrani dio

  • Križanje je binarni operator

  • Stvara novu jedinku uz pomoć dvije već postojeće jedinke iz populacije


Mutacija

Mutacija

  • mutacija povećanja - jedan od elemenata u ćeliji povećamo za 3 a ostala 3 svakog smanjimo za 1

  • mutacija smanjenja - jedan od elemenata u ćeliji smanjimo za 3 a ostala 3 svakog povećamo za 1

Npr: (30-30-30-30)–mutacijom povećanja->(29-33-29-29)

-mutacijom smanjenja->(30-34-30-26)


Kri anje

Križanje

Roditelj A

Roditelj B

Nova jedinka:


Funkcija cilja

Funkcija cilja

  • način određivanja dobrote jedinke

  • U smjeru 1 auti prolaze frekvencijom f1, u smjeru 2 frekvencijom f2, u smjeru 3 frekvencijom f3 a smjeru 4 frekvencijom f4

  • U propusnosti semafora p = (t1, t2, t3, t4), t1 predstavlja propusnost u smjeru 1, t2 u smjeru 2, itd.


Funkcija cilja1

Funkcija cilja

Gdje je propusnost odabranog semafora primjerice p=(33,23,24,40)

Iz ovoga je lako zaključiti sljedeće:


Funkcija cilja2

Funkcija cilja

  • Bilo bi idealno kada bi propusnost u svim smjerovima bila što veća ali to je nemoguće zbog ograničenja t1+t2+t3+t4 = 120

  • Zbog toga je poželjno da propusnosti semafora budu proporcionalne intenzitetu prometa po smjerovimat1~f1, t2~f2, t3~f3, t4~f4

  • U kojoj mjeri neka jedinka ispunjava ovo svojstvo?


Funkcija cilja3

Funkcija cilja

Ako za neki semafor k nađemo parametar

(gdje su fi inteziteti prometa po smjeru i, a ti propusnost prometa u smjeru i), uočavamo da padom vrijednosti x-a, raste kvaliteta rada semafora.

Funkcija dobrote jedinke biti će upravo suma x-eva za sve semafore:


Primjer odre ivanja dobrote

Primjer određivanja dobrote

Gdje je propusnost odabranog semafora primjerice p=(33,23,24,40)

Ako se propusnost semafora izmjeni... Npr: p=(62,9,39,10)

Vrijednost paramtra x za ovaj semafor je: x = (100/33)^2 + (0/23)^2 + (50/24)^2 + (0/40)^2 = 13,522

Vrijednost parametra x za takav semafor je: x = (100/62)^2 + (0/9)^2 + (50/39)^2 + (0/10)^2 = 4,24

Iz ovoga vidimo da je nova propusnost bolja. Zašto je to tako?


Dobrota jedinke

Dobrota jedinke

  • Pri postupcima odabira (selekcije) odabiru se kvalitetne jedinke koje je poželjno propagirati u sljedeće generacije, ondnosno nekvalitetne jedinke koje je nužno eliminirati iz populacije

  • Dobrota jedinke daje nam direktnu informaciju o toj kvaliteti


Simulacija rje enja

Simulacija rješenja

Za zadanu sliku i intezitete ruta: f1 = 140;

f1a = 90; f1b = 50;

f2 = 100; f3 = 50;

Nakon niza generacija nastalih radom genetskog algoritma…

Jedna jedinka iz populacije izgledala bi primjerice ovako:


Nastavak rada

Nastavak rada

  • Daljnjim radom, populacija se kontinuirano usavršava

  • Za uvjet zaustavljanja genetskog algoritma možemo odabrati više kriterija: broj generacija, broj generacija bez poboljšanja, vremensko ograničenje…


Zaklju ak

Zaključak

  • Moguće su i potrebne mnoge modifikacije

  • Npr: posebni kopije rada za razna doba u danu (jutro, dan, večer, noć) ili za doba u godini

  • Optimiziranje rada semafora genetskim algoritmom rezultiralo boljom protočnosti prometa

  • Vrijeme je najvrijedniji resurs, a kvalitetniji promet znači uštedu vremena za sve


Hvala na pozornosti

Hvala na pozornosti


  • Login