Análise de competição familiar por algoritmos genéticos inspirados em modelos cinéticos de mercado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luquini, Evandro
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
Texto Completo: http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/24297
Resumo: Family competition genetic algorithms are a variant of classical genetic algorithms that evolveapopulationbyonlyemphasizingthesubstitutionrules.Inthisversion,selectionfor reproductionfavoringthebestindividualsisreplacedbyastrategythatgivesequalchances to all members of the population. The individuals selected to remain in the population consist solely of those within the family, which is formed by the pair of individuals selected for reproduction and their descendants, without considering the general state of the simulation. Over time, several studies have been done to find new substitution rules to improve population diversity and the effectiveness of this approach. Our study aligns with this goal and introduces new substitution rules inspired by the kinetic market models of econophysics. These models have many similarities with family competition genetic algorithms, but, differing from them, kinetic market models were designed so that the simulation results in a stationary distribution. The dynamics of a kinetic market model resemble a minimization procedure because all the agents are progressively shifted to lower energy states, independent of the initial distribution. However, these models are capable of preventingcondensation:thesituationinwhichallagentsinthepopulationconvergetothe samestateorwhenoneagenthijacksallthesystemenergy.Thesepropertiesareusedinthis work to increase the diversity and effectiveness of family competition genetic algorithms. Through a statistical protocol, the new substitution rules were tested and analyzed against others in the literature. The results were positive for experiments with combinatorial problems. In addition, the introduction of evolutionary computing individuals into the kinetic market also produces results for econophysics. The new non-conservative kinetic market model that results from the proposed merging differs from its peers by displaying random walks for the sum of all agents’ money and simultaneously a scaling behavior for their distribution in the population
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These models have many similarities with family competition genetic algorithms, but, differing from them, kinetic market models were designed so that the simulation results in a stationary distribution. The dynamics of a kinetic market model resemble a minimization procedure because all the agents are progressively shifted to lower energy states, independent of the initial distribution. However, these models are capable of preventingcondensation:thesituationinwhichallagentsinthepopulationconvergetothe samestateorwhenoneagenthijacksallthesystemenergy.Thesepropertiesareusedinthis work to increase the diversity and effectiveness of family competition genetic algorithms. Through a statistical protocol, the new substitution rules were tested and analyzed against others in the literature. The results were positive for experiments with combinatorial problems. In addition, the introduction of evolutionary computing individuals into the kinetic market also produces results for econophysics. The new non-conservative kinetic market model that results from the proposed merging differs from its peers by displaying random walks for the sum of all agents’ money and simultaneously a scaling behavior for their distribution in the populationAlgoritmos genéticos de competição familiar são uma variante dos algoritmos genéticos clássicos que procuram evoluir uma população dando ênfase somente às regras de substituição.Nesteformato,abandona-seaseleçãoparareproduçãocomvantagemparaosmelhores indivíduos e impõe-se um pareamento sem reposição com probabilidades iguais para todos os membros da população. O direito de permanecer na população é decidido no escopo da família, a qual é formada somente pelo par de indivíduos selecionados para reprodução e seus descendentes, sem consulta ao estado global da simulação. Ao longo do tempo, vários esforços de pesquisa tem sido feitos para encontrar novas regras de substituição que permitam um aumento da diversidade populacional e da eficácia desta variante. Esse trabalho alinha-se com esse objetivo e propõe novas regras de substituição inspiradas nos modelos de mercado cinéticos originados na disciplina de econofísica. Estes modelos possuem uma semelhança estrutural com os algoritmos genéticos de competição familiar, contudo, ao contrário destes últimos, os modelos de mercado cinéticos foram projetados para que o resultado da simulação seja uma distribuição estacionária. A dinâmica que produz a distribuição estacionária assemelha-se a um procedimento de minimização, já que os agentes no mercado cinético são progressivamente deslocados para estados de menor energia. Contudo, estes modelos são capazes de evitar a condensação: a situação onde todos os agentes da população migram para um mesmo estado ou quando um agente sequestra toda a energia do sistema. Essa propriedade é utilizada neste trabalho para aumentar a diversidade e a eficácia dos algoritmos genéticos de competição familiar. Através de um protocolo estatístico, a nova regra de substituição é testada e analisada contra outras existentes na literatura. Os resultados encontrados são positivos para os problemas combinatórios experimentados. Além disso, a introdução de indivíduos da computação evolutiva no mercado cinético também produz resultados para a disciplina de econofísica. O novo modelo de mercado cinético não-conservador que resulta da fusão proposta neste trabalho diferencia-se dos seus semelhantes por exibir passeios aleatórios para a soma de todo o dinheiro dos agentes e simultaneamente um comportamento de escala para a distribuição destes na populaçãoUniversidade Presbiteriana Mackenzieapplication/pdfLUQUINI, Evandro. Análise de competição familiar por algoritmos genéticos inspirados em modelos cinéticos de mercado. 2019. 86 f. Tese (Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2019.http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/24297evolutionary algorithmseconophysicsexchange market modelskinetic market modelseconophysics models of inequalitycomputational optimizationoptimization metaheuristicsfamily competition genetic algorithmspopulation diversityporUniversidade Presbiteriana Mackenziehttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessalgoritmos evolutivoseconofísicamodelos de mercado de câmbiomodelos cinéticos de mercadomodelos de desigualdade econofísicosotimização computacionalmeta-heurísticas de otimizaçãoalgoritmos genéticos de competição familiardiversidade populacionalCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAhttp://tede.mackenzie.br/jspui/retrieve/19871/EVANDO%20LUQUINI.pdf.jpgAnálise de competição familiar por algoritmos genéticos inspirados em modelos cinéticos de mercadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzieinstname:Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)instacron:MACKENZIEOliveira, Pedro Paulo Balbi Dehttp://lattes.cnpq.br/9556738277476279Oliveira, Paulo Murilo Castro dehttp://lattes.cnpq.br/9735333846587797Schimit, Pedro Henrique TriguesBasso, Leonardo Fernando Cruzhttp://lattes.cnpq.br/1866154361601651BrasilEscola de Engenharia Mackenzie (EE)UPMEngenharia ElétricaORIGINALEVANDO LUQUINI.pdfEVANDO LUQUINI.pdfapplication/pdf1580739https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/dd8ab3c8-6f46-4acb-98af-bf15cf281ed6/download5d85f88f096a75797766b3ab6fc92502MD51TEXTEVANDO LUQUINI.pdf.txtEVANDO LUQUINI.pdf.txtExtracted texttext/plain182228https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/fe777603-8c27-4410-97ec-b400ca092248/download9ab499c95ec1af6d8abce6a597bf1e58MD52THUMBNAILEVANDO LUQUINI.pdf.jpgEVANDO LUQUINI.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1293https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/f0900d92-4c50-48d7-9d65-d19893faa634/download74a15fa49ec1438a4ff3ec5000d3d223MD5310899/242972022-03-14 16:58:50.671http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acesso Abertooai:dspace.mackenzie.br:10899/24297https://dspace.mackenzie.brBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.mackenzie.br/jspui/PRIhttps://adelpha-api.mackenzie.br/server/oai/repositorio@mackenzie.br||paola.damato@mackenzie.bropendoar:102772022-03-14T16:58:50Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie - Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)false
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