九、遗传算法

九、遗传算法

(一)概念

Thomas等认为遗传算法是搜寻潜在解决方法的过程,通过在候选方案中搜寻替代找出最有效的解决方案。遗传规划(GP)过程通过自然选择,依照“物竞天择,适者生存”的方法,通过一代一代的遗传、交叉、变异等过程进化出问题的最优解。

(二)模型设计

首先假设存在一个问题,问题的可行解就是一个染色体,可行解中的各个元素就是染色体上的基因。求解问题经过N代的遗传,每次迭代都会产生若干条染色体,其中的适度函数会对染色体进行评分,最后留下适应度高的染色体进行接下来的遗传,将适应度低的染色体淘汰,因此理论上讲,染色体的质量会越来越高。

首先初始化参数,并且设置最大的迭代进化次数,随机生成M个个体作为初始种群P(0);然后计算当前种群中各个个体的适应度;再通过选择(将优秀的个体组合交叉配对遗传到下一代种群中)、交叉、变异的过程,直至达到最大迭代次数,其中具有最优适应度的个体作为解输出。

(三)应用

Ong(2005)在信用风险评估中采用遗传算法进行分析,并且与其他模型对比发现遗传算法准确度更高。之后,Huang等(2006)提出用改进的遗传算法——两阶段算法规划方法对信用进行评分。与神经网络相比,遗传规划的优点在于其能够决定合适的判别函数。孙瑾和许青松(2008)引入遗传算法,结合SVM模型对个人信用进行评价。(https://www.daowen.com)

(四)遗传算法的优势及不足

1.优势

1)遗传算法搜索从群体出发,具有潜在的并行性,全局搜索能力较好,可以快速将解空间中的全体解搜索出来,而不会陷入局部最优解的快速下降陷阱,稳健性高。

2)遗传算法以生物进化为原型,具有很好的收敛性,同时具有可扩展性,容易与其他算法结合。

2.不足

1)遗传算法的编程实现比较复杂,首先需要对问题进行编码,找到最优解后还需要对问题进行解码。

2)遗传算法的局部搜索能力较差,导致单纯的遗传算法比较费时,在进化后期的搜索效率较低。