防止遗传算法中的近亲繁殖和单一栽培（新手问题）

Question

我正在编写一个遗传算法。我的人口迅速发展出单一文化。我正在使用具有少量离散基因（每个个体 24 个基因）的小群体（32 个人）和单点交叉交配方法。将其与轮盘赌选择策略相结合，很容易看出所有遗传多样性是如何在短短几十代中消失的。

我想知道的是，适当的反应是什么？我没有关于 GA 的学术知识，我只想到了几个解决方案：

1. 使用更大的人口。 （慢）
2. 使用运行时检查来防止近亲繁殖。 （慢）
3. 使用更多的交叉点。 （不是很有效）
4. 提高突变数量。

对这种情况有哪些适当的反应？

Answer 1

您可以添加：

• 比赛选择而不是轮盘赌
• 岛屿分离的多人口计划，有迁移
• 重新启动
• 结合分布算法估计中的想法 (EDA)（在有前景的区域附近重新采样以引入新个体）

Answer 2

我会看一个更大的人口，32 个人是一个非常小的人口。我通常使用至少在染色体数量^2 范围内的种群（根据经验）运行 GA，以获得良好的个体初始分布。

在运行适应度函数（通常是 GA 中最昂贵的部分）时，一种可能的加速方法是生成不同的线程（每个人 1 个，可能分批）。

假设人口为 32，并且是一个四核系统，分批产生 8 个线程（每个 cpu 2 个线程将很好地交错），您应该能够以大约 4 * 的速度运行。

因此，如果您对运行 GA 的时间有时间限制，这可能是一个解决方案。