Задача многокритериальной оптимизации. Multiobjectivization — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
(Множество Парето оптимальных значений)
Строка 16: Строка 16:
 
}}
 
}}
 
Выражение <math>x \succ x^*</math> означает, что <math>x</math> ''доминирует над'' <math>x^*</math>.
 
Выражение <math>x \succ x^*</math> означает, что <math>x</math> ''доминирует над'' <math>x^*</math>.
[[Файл:Dogmin points.jpg|мини|200px|Доминируемые решения]]
+
 
 +
Говорят,  что <math>x</math> ''доминирует над'' <math>x^*</math>. по
 +
Парето, если <math>x</math> не хуже <math>x^*</math> по всем критериям и хотя бы по одному критерию превосходит <math>x^*</math>.
 +
В таком случае в выборе <math>x^*</math> нет  смысла, т.к. <math>x</math> по всем параметрам не уступает, а по каким-то и превосхожит <math>x^*</math>. Если рассматривать всего
 +
два критерия  то на рис. 1  показана область
 +
пространства,  доминируемая данным решением А.  Эта область  «замкнута»:
 +
элементы на ее границе также доминируемы А
 +
[[Файл:Dogmin points.jpg|мини|200px|Рис.1 - Доминируемые решения ]]
  
 
{{Определение  
 
{{Определение  
Строка 22: Строка 29:
 
Для двух решений <math>x</math> и <math>x'</math> говорят <math>x \sim x'</math> тогда и только тогда, когда <math>\exists i \in 1..K \colon f_i(x) > f_i(x') \land \exists j \in 1..K, j \ne i \colon f_j(x') > f_j(x)</math> - такую пару решений называют '''недоминируемой'''
 
Для двух решений <math>x</math> и <math>x'</math> говорят <math>x \sim x'</math> тогда и только тогда, когда <math>\exists i \in 1..K \colon f_i(x) > f_i(x') \land \exists j \in 1..K, j \ne i \colon f_j(x') > f_j(x)</math> - такую пару решений называют '''недоминируемой'''
 
}}
 
}}
[[Файл:Pareto_front.jpg|мини|200px|Парето фронт]]
+
На рис. 2 показана граница Парето для
 +
возможных решений в двухкритериальном пространстве
 +
[[Файл:Pareto_front.jpg|мини|200px|Рис.2 - Парето фронт]]
 
Множество Парето оптимальных недоминируемых решений называется '''Парето фронтом.'''
 
Множество Парето оптимальных недоминируемых решений называется '''Парето фронтом.'''
 
  
 
== Multi-objectivization ==
 
== Multi-objectivization ==

Версия 04:31, 19 июня 2012

Задача многокритериальной оптимизации

Постановка задачи

Определение:
Задача многокритериальной оптимизации:
[math]maximize \{f(x) = (f_1(x),\dots,f_K(x))\}[/math]
[math] x \in X[/math]
где [math] f(x) : X \rightarrow R^K[/math] - целевая вектор-функция, где [math]K \ge 2[/math]

Так как не существует единого решение, которое было бы максимальным для всех целевых функций, вместо него можно искать множество [math]X^* \subseteq X [/math] множество Парето оптимальных значений.

Множество Парето оптимальных значений

Определение:
Множество Парето оптимальных значений:
[math]\forall x^* \in X^* \not\exists x \in X [/math]:[math]x \succ x^*[/math], где [math]x \succ x^* \Leftrightarrow (\forall i \in 1..K, (f_i(x) \ge f_i(x^*))\land (\exists i \in 1..K, f_i(x) \gt f_i(x^*)))[/math]

Выражение [math]x \succ x^*[/math] означает, что [math]x[/math] доминирует над [math]x^*[/math].

Говорят, что [math]x[/math] доминирует над [math]x^*[/math]. по Парето, если [math]x[/math] не хуже [math]x^*[/math] по всем критериям и хотя бы по одному критерию превосходит [math]x^*[/math]. В таком случае в выборе [math]x^*[/math] нет смысла, т.к. [math]x[/math] по всем параметрам не уступает, а по каким-то и превосхожит [math]x^*[/math]. Если рассматривать всего два критерия то на рис. 1 показана область пространства, доминируемая данным решением А. Эта область «замкнута»: элементы на ее границе также доминируемы А

Рис.1 - Доминируемые решения


Определение:
Для двух решений [math]x[/math] и [math]x'[/math] говорят [math]x \sim x'[/math] тогда и только тогда, когда [math]\exists i \in 1..K \colon f_i(x) \gt f_i(x') \land \exists j \in 1..K, j \ne i \colon f_j(x') \gt f_j(x)[/math] - такую пару решений называют недоминируемой

На рис. 2 показана граница Парето для возможных решений в двухкритериальном пространстве

Рис.2 - Парето фронт

Множество Парето оптимальных недоминируемых решений называется Парето фронтом.

Multi-objectivization

Для выполнения оптимизации многокритериальной задачи мы должны добавить в целевую функцию новые параметры, либо должны добавить новые целевые функции.

Сложность этой процедуры заключается в разложении проблемы на ряд мелких независимых между собой под-проблем.

Источники