Runtime Analysis of Single- and Multi-Objective Evolutionary Algorithms for Chance Constrained Optimization Problems with Normally Distributed Random Variables

数学优化 进化算法 集合(抽象数据类型) 约束(计算机辅助设计) 计算机科学 最优化问题 随机优化 数学 几何学 程序设计语言
作者
Frank Neumann,Carsten Witt
出处
期刊:Evolutionary Computation [The MIT Press]
卷期号:: 1-24 被引量:1
标识
DOI:10.1162/evco_a_00355
摘要

Abstract Chance-constrained optimization problems allow us to model problems where constraints involving stochastic components should be violated only with a small probability. Evolutionary algorithms have been applied to this scenario and shown to achieve high-quality results. With this paper, we contribute to the theoretical understanding of evolutionary algorithms for chance-constrained optimization. We study the scenario of stochastic components that are independent and normally distributed. Considering the simple single-objective (1+1) EA, we show that imposing an additional uniform constraint already leads to local optima for very restricted scenarios and an exponential optimization time. We therefore introduce a multiobjective formulation of the problem which trades off the expected cost and its variance. We show that multiobjective evolutionary algorithms are highly effective when using this formulation and obtain a set of solutions that contains an optimal solution for any possible confidence level imposed on the constraint. Furthermore, we prove that this approach can also be used to compute a set of optimal solutions for the chance-constrained minimum spanning tree problem. In order to deal with potentially exponentially many trade-offs in the multiobjective formulation, we propose and analyze improved convex multiobjective approaches. Experimental investigations on instances of the NP-hard stochastic minimum weight dominating set problem confirm the benefit of the multiobjective and the improved convex multiobjective approach in practice.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
杏子完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
永和完成签到,获得积分10
3秒前
Pomodoro_发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
无极微光的应助被卿亦佳人采纳,获得20
5秒前
CipherSage的应助被山竹微甜采纳,获得10
5秒前
Bruce完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
秋风的应助被陶醉仇天采纳,获得10
7秒前
汉堡包的应助被Fatherrr采纳,获得10
8秒前
cdercder的应助被冷如松采纳,获得10
8秒前
漫才完成签到 ,获得积分10
8秒前
初初初啊发布了新的文献求助10
8秒前
可积发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
赘婿的应助被可爱的凝安采纳,获得10
9秒前
1111111111111发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
dlyang发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
小妮完成签到,获得积分10
14秒前
迅速半双发布了新的文献求助10
14秒前
蓝天发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Akim的应助被哈哈采纳,获得10
16秒前
junxu发布了新的文献求助10
17秒前
鱼鱼子发布了新的文献求助10
17秒前
木木发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8146122
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544786
关于积分的说明 21665662
捐赠科研通 7732162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422931
关于科研通互助平台的介绍 2547978
邀请新用户注册赠送积分活动 2465872