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평균변화율 및 유일성을 통한 진화 프로그래밍에서 레비 돌연변이 연산 분석
Analysis of the Levy Mutation Operations in the Evolutionary prograamming using Mean Square Displacement and distinctness

이창용   (공주대학교 산업정보학과UU0000178  );
  • 초록

    본 논문에서는 진화프로그래밍에서 레비 확률분포(Levy probability distribution)를 사용한 돌연변이 연산의 유용성을 레비 돌연변이 연산 후의 변수의 평균변화율(mean square displacement) 및 유일성(distinctness) 등을 통하여 분석하였다. 레비 확률분포는 무한의 분산(infinite second moment을 가지는 확률분포로 쪽거리(fractal)와 연계되어 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 확률분포이다. 레비 확률분포를 사용한 레비 돌연변이 연산은 변화가 작은 자손(offspring)뿐만 아니라 기존의 정규분포를 사용한 돌연변이 연산에 비하여 상대적으로 변화가 큰 자손을 생성할 수 있다. 이러한 사실에 기초하여 레비 돌연변이 연산은 보다 넓은 탐색 공간을 효율적으로 조사할 수 있음을 평균변화율 및 유일성 등의 조사를 통하여 수학적으로 증명하였다. 이를 통하여 진화 프로그래밍에서 레비 확률분포에 기초한 돌연변이 연산이 정규분포를 사용한 돌연변이 연산보다 다변량 함수의 최적화의 경우 일반적으로 효율적인 연산임을 알 수 있었다.


    Abstract In this work, we analyze the Levy mutation operations based on the Levy probability distribution in the evolutionary programming via the mean square displacement and the distinctness. The Levy probability distribution is characterized by an infinite second moment and has been widely studied in conjunction with the fractals. The Levy mutation operators not only generate small varied offspring, but are more likely to generate large varied offspring than the conventional mutation operators. Based on this fact, we prove mathematically, via the mean square displacement and the distinctness, that the Levy mutation operations can explore and exploit a search space more effectively. As a result, one can get better performance with the Levy mutation than the conventional Gaussian mutation for the multi-valued functional optimization problems.


  • 참고문헌 (16)

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    16. Levy 확률 분포를 사용한 빠른 진화 프로그래밍 , 이창용 , 정보과학회논문지(B) / v.25,pp.141-149,

 저자의 다른 논문

  • 이창용 (17)

    1. 1999 "유전자 알고리즘을 사용한 이진 위상 홀로그램 설계" 정보과학회논문지. Journal of KISS (b):software and applications. B 26 (2): 297~305    
    2. 2007 "손실개념을 이용한 새로운 물류거점 전략" 산업경영시스템학회지 = Journal of society of Korea industrial and systems engineering 30 (4): 103~110    
    3. 2010 "코시 분포의 축척 매개변수를 추정하여 돌연변이 연산에 적용한 진화 프로그래밍" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 37 (9): 694~705    
    4. 2010 "Cauchy와 Gaussian 확률 분포를 이용한 Simulated Annealing 알고리즘" 산업경영시스템학회지 = Journal of society of Korea industrial and systems engineering 33 (3): 130~136    
    5. 2010 "광역 네트워크 트래픽의 장거리 상관관계와 1/f 노이즈" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 정보통신 37 (1): 27~34    
    6. 2010 "담금질을 사용한 비계량 다차원 척도법" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 컴퓨팅의 실제 및 레터 16 (6): 648~653    
    7. 2010 "연속형 타부 탐색에서 코시 확률 분포의 역할" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 37 (8): 591~598    
    8. 2011 "새로운 적합도 함수를 사용한 비계량형 다차원 척도법에 대한 연구" 산업경영시스템학회지 = Journal of society of Korea industrial and systems engineering 34 (2): 60~67    
    9. 2012 "데이터 네트워크 트래픽의 광역 상관관계에 대한 이해" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 정보통신 39 (5): 382~389    
    10. 2014 "예산 제약과 예약 정책이 있는 복수 제품 신문 배달 소년 문제 해결을 위한 효율적 방법론" 산업경영시스템학회지 = Journal of society of Korea industrial and systems engineering 37 (1): 50~59    

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