Анализ информационных потоков по проблеме эволюционного алгоритма

1. Анализ информационных потоков по проблеме эволюционного алгоритма Кривченко О.В., Курило Ю.П., Шепелев А.Г., Юрченко Л.Д. ННЦ «Харьковский физико-технический институт», E-mail: shepelev@kipt.kharkov.ua

2. В современной науке, технике и бизнесе приходится решать проблемы оптимизации огромного количества варьируемых пара-метров, при их большой степени связности, а также сложной топографии пространства параметров, которая обычно неизвестна, непредсказуема и зачастую меняется во времени.

3. Создатели программного обеспечения часто в поисках новых идей обращаются к биологии. Всегда было интересно узнать, как природа смогла произвести такое разнообразие и приспособ-ленность различных форм жизни на Земле, т.е. какой метод оптимизации при этом исполь-зовался? Как известно, ответом является теория эволюции [1]. В живой природе процесс оптимизации – это отбор наиболее подходящего перечня оптимизируемых параметров.

4. Использование идей Дарвина об эволюции методом естественного отбора связано с меха-низмами, которыми эта эволюция осуществляется: мутации, рекомбинация и наследование. Стратегия оптимизации, основанная на генетической оптимизации, называется эволюционным или генетическим алгоритмом (см., например, [2,3]). Ввиду широкого использования метода эволюционного алгоритма в различных отраслях науки, техники и бизнеса представляло интерес провести наукометрический анализ, некоторые результаты которого представлены в настоящем докладе.

5. Таблица 1. Распределение информационных документов в указанных областях БД INSPEC по эволюционному алгоритму

6. Для детального анализа, наряду со всей БД INSPEC, были выбраны её две предметные облас-ти, где имеется наибольший процент работ по эволюционному алгоритму: Вычислительная тех-никаи управление, а также Машиностроение и производственные технологии. На рис.1 представлены результаты исследо-вания динамики информационного потока по эволюционному алгоритму по всем предметным областям БД INSPEC. Первые работы были опубли-кованы в 1966г., а с 1993 года отмечается бурный рост публикаций. При этом наибольшее количество работ (10 099) было опубликовано в 2009г.

7. Рис.1. Кумулятивный рост числа публикаций по эволюционному алгоритму, внесенных в БД INSPEC

8. Рис.2 показывает динамику информа-ционных потоков по эволюционному алгоритму раздела Вычислительная техника и управ-ление. Соответствующие первые работы в области вычислительной техники и управ-ления были опубликованы в 1966г., а наибольшее количество информационных документов (8810) относится к 2011г.

9. Рис.2. Кумулятивный рост числа публикаций по эволюционному алгоритму, внесенных в БД INSPEC по разделу Вычислительная техника и управление

10. В предметной области Машиностроение и производственные технологии первая работа вышла из печати в 1975г., а наибольшее количество информационных документов (2103) отмечалось в 2010г.

11. Рис.3. Кумулятивный рост числа публикаций по эволюционному алгоритму, внесенных в БД INSPEC по разделуМашиностроение и производственные технологии.

12. На рис. 4, 5, 6 изображены вклады специалистов стран мира в публикации по эволюционному алгоритму как по всем направлениям, отражаемым в БД INSPEC, так и в вышерассмотренных двух предметных областях. Число стран, специалисты которых принимают участие в исследованиях и применении эволюционного алгоритма, во всех трёх случаях составляет 74 страны.

13. Рис.4. Относительный вклад специалистов стран в публикации по эволюционному алгоритму по всей БД INSPEC

14. Рис.5. Относительный вклад специалистов стран в публикации по эволюционному алгоритму по разделу Вычислительная техника и управление (БД INSPEC)

15. Рис.6. Относительный вклад специалистов стран в публикации по эволюционному алгоритму по разделу Машиностроение и производственные технологии (БД INSPEC)

16. Как видно из рис.4-6, лидерами публикаций во всех рассматриваемых случаях являются Китай, США, Япония, Англия. Пятое место занимает Тайвань (для предметной области машиностроения и производственных технологий - Индия). Также в исследованиях принимали участие: Турция, Греция, Таиланд, Мексика, Нидерланды, Чехия, Португалия, Румыния, Финляндия, Швейцария, Египет, Малайзия, Бельгия, Саудовская Аравия, Ирландия, Новая Зеландия, Россия, Алжир, Израиль, Австрия, Словения, Венгрия, Швеция, Гонконг, Тунис, Ю.Африка, Дания, Чили, Пакистан, Хорватия, Колумбия, Аргентина, Украина, Норвегия, Иордания, Венесуэла, Словакия, Сербия, Болгария, Бангладеш, Кипр, Ливан, Вьетнам, Индонезия, Объединённые Арабские Эмираты, Литва, Марокко, Куба, Бахрейн, Латвия, Босния-Герцеговина, Эстония, Парагвай, Беларусь, Мавритания, Грузия, Зимбабве (перечень стран дан по мере уменьшения вклада).

17. Основными языками публикаций по эволюционному алгоритму являются: • английский (86 %), • китайский (11%), • японский (1 %). • Кроме того, ряд информационных документов опубликован на таких языках: • корейский, - польский, - русский, • немецкий, - французский, - испанский, • турецкий, - словенский, - итальянский, • португальский, - африкаанс, - словацкий, • литовский.

18. Таблица 2. Распределение по видам информационных документов по эволюционному алгоритму (БД INSPEC)

19. Проведенный анализ динамики информа-ционных потоков по разработке и применению эволюционного алгоритма показал бурный рост публикаций по всем исследованным направ-лениям. Это обстоятельство, а также то, что значительная часть публикаций (~50%) относится к трудам конференций и выполняется специалистами многих стран мира, указывает на актуальность и универсальность рассмотренной компьютерной технологии 21-го века.

20. ЛИТЕРАТУРА • C.Darwin. The Origin of Species. London: Murray,1859, 835 p. • J.H.Holland. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor: The Univ. of Michigan Press, 1975, 764p. • В.Ф.Клепиков, В.Ю.Корда, В.А.Ямницкий и др. Самоорганизация в программных средах. Харьков: «Акта», 1998, 108 с.

21. Спасибо за внимание! Контактная информация Шепелев Анатолий Георгиевич Тел. +38-057-335-63-96 Национальный Научный Центр «Харьковский физико-технический институт»