Sezgisel algoritmaların denektaşı işlevler üzerinde başarım metrikleriyle karşılaştırılması

Abstract

Bilgi çağı olan günümüzde bilgi ve iletişim teknolojileri kullanımının artmasıyla karmaşık problemler çok daha kısa sürede çözülebilmektedir. Teknolojik ilerlemelerle tıpkı bir insan gibi düşünüp, kendini geliştirebilen yapay zeka sistemleri ve en iyisini bulmaya çalışan optimizasyon teknikleri geliştirilmektedir. Optimizasyon işleminde kullanılan tekniklerden sezgisel algoritmalar, canlıların doğal yaşamından esinlenilerek geliştirilmiş olup, en iyi çözüme en yakın olan çözüme kolay ve hızlı bir şekilde ulaşmaktadır. Sezgisel algoritmaların çok sayıda türleri bulunmakta ve gün geçtikçe de yenileri türetilmektedir. Bu çalışmada sezgisel algoritmalar içerisinden bilim dünyasında yaygın olarak kullanılması, açık kaynak kodlu olması ve başarımlarının da diğerlerine görece daha iyi olması gibi sebeplerle sürü tabanlı yapay arı kolonisi(ABC), biyocoğrafya tabanlı optimizasyon(BBO), guguk kuşu arama algoritması(CSO), farksal gelişim algoritması(DE), yayılmacı rekabetçi algoritma(ICA) ve parçacık sürü algoritması(PSO) kullanılmıştır. Seçilen bu algoritmaların her biri literatürde sıklıkla kullanılan 8 denektaşı işlev üzerinde küresel minimum noktasını bulmak için aynı başlangıç pozisyonları ve şartları ile 2, 5 ve 10 boyutlu arama uzaylarında 30'ar kez koşturulmuştur. Koşmalar sonucunda algoritmaların başarımları en iyi ölçüt, en kötü ölçüt, doğruluk, kararlılık, zaman ve standart sapma başarım metrikleri sonuçlarına bakılarak değerlendirilmiştir. Algoritmaların kümülatif ortalama başarım değerlerine göre karşılaştırılmasında en iyi performansı DE'nin, takiben de PSO'nun verdiği görülmüştür. Koşma süresi açısından en iyi, kararlılık ve doğruluk açısından DE'ye yakın sonuçlar veren CSO, kümülatif ortalama başarım değerlendirmesinde üçüncü olmuştur. Kümülatif ortalama başarım değerlendirme de ICA dördüncü olurken, ona her işlevde en yakın sonuçları veren BBO beşinci olmuştur. Diğer algoritmalardan oldukça uzak değerleri üreten ABC'nin ise bu çalışmada kullanılan başarım değerlendirmesinde sonuncu olarak en düşük başarımı sergilediği görülmüştür.