• Sonuç bulunamadı

3. MATERYAL VE YÖNTEM

3.13. Geliştirilen Algoritmanın Test Problemleri ile Değerlendirilmesi

Geliştirilen bir yöntemin doğruluğunu göstermek için en pratik yol o yöntemi veya algoritmayı kullanarak daha önceden çözülmüş problemleri tekrar çözmektir.

Geliştirilen algoritma ile daha iyi sonuçların elde edilmesi veya en azından önceki

Başlangıç Problemin Tanımlanması

Varyans Analizinin Gerçekleştirilmesi

Deneylerin Gerçekleştirilmesi Belirlenen kriterlerde ve

istenen zamanda analiz gerçekleştirilebiliyor

Evet mu? Hayır

Problemin Cevap Yüzeyine Göre Tanımlanması

Gerçekleştirilecek Deneyler için Hipotez Kurulması Cevap Yüzey Polinomunun

Oluşturulması

Polinomun iyileştirilmesi gerekiyor mu?

Hayır Evet

Bağımlı/Bağımsız Değişkenlerin Belirlenmesi

Bağımsız Değişkenler için Seviyelerin Belirlenmesi

Problemin DEBVs ile Çözülmesi

Optimum Değerlerin Elde Edilmesi

Deney Tasarımı

Cevap Yüzeyi

109

sonuçlarla aynı sonucun elde edilmesi beklenir. Bu sayede yeni geliştirilen yöntemin etkinliğinin ispat edilmesi amaçlanır. Bu amaçla literatürde birçok test problemi kullanılmaktadır. Bazıları gerçek hayatta karşılaşılan ve çözümü aranan bir problem iken zorluk derecesi ve geliştiricilerin o problemi çok sık kullanması nedeniyle popülerlik kazanmış, bazıları ise sırf geliştirilen algoritmayı test etmek için ortaya atılmış test fonksiyonlarından oluşmaktadır.

Geliştirilen algoritmanın etkinliğini göstermek için test fonksiyonları seçme işleminde dört önemli noktaya dikkat edilmiştir; test fonksiyonlarını rastgele seçmekten kaçınılmış ve fonksiyonlar hakkında yeterli bilgiye sahip olunmaya çalışılmıştır. Geliştirilen DEBVs algoritmasının etkinliği göstermek için seçilen test fonksiyonları en az 30 defa çözdürülmüş ve ortalaması alınmıştır. Temelsiz veya dayanağı olmayan genelleştirmelerden kaçınmak için geliştirilen DEBVs algoritmasında örnek olay incelemeleri altı kontrol parametresinin tüm durumları için denenmiş ve en iyi sonuçların elde edildiği parametre değerleri test fonksiyonlarında kullanılmıştır. Taraflı veya önyargılı karşılaştırma yapmamak için geliştirilen DEBVs algoritması ile karşılaştırma yapılan DE algoritmasında benzer parametreler (popülasyon sayısı, çaprazlama oranı ve diferansiyel ölçeklendirme faktörü) aynı değerlerde kullanılmış ve bu değerler kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Problem aktarılırken dikkatli olunmaya çalışılmış ve geliştirilen algoritmanın etkinliğini göstermek için ele alınan test fonksiyonlarının sadece birkaçının (muhtemelen en iyi sonuçların elde edildiği fonksiyonlar) üzerinde durmaktan kaçınılmış ve test fonksiyonlarının hepsi ele alınmıştır.

Runnarson ve Yao (2000) geliştirilen algoritmaların etkinliğini ölçmek için literatürde kullanılan ve her biri farklı bir özelliğe sahip 13 test fonksiyonu belirlemişler ve geliştirdikleri algoritmada bu test fonksiyonlarını kullanmışlardır. Daha sonra bu 13 test fonksiyonu objektif kriterlere sahip olmalarından dolayı diğer araştırmacılar tarafından da kullanılagelmişlerdir (Montes ve ark. 2005).

Geliştirilen DEBVs algoritması yukarıda bahsi geçen bu 13 test fonksiyonuna tabi tutulmuştur. Test fonksiyonları hakkında detaylı bilgiler EK1`de verilmiştir.

Maksimizasyon problemleri “-“ ile çarpılarak minimizasyon problemine dönüştürülmüştür. Her bir test fonksiyonu 30 defa çözdürülmüş ve maksimum 500 000

110

hesaplama sayısındaki en iyi değerler ile ortalama değerler elde edilmiştir. Literatürde mevcut olan ve şu ana kadar elde edilen en iyi sonuçlar 500 000 hesaplama sayısı ile elde edilemezse 500 000 hesaplama sayısında elde edilen sonuçlar çizelgede verilmiştir.

Her bir test fonksiyonu DE ile ve DEBVs ile çözdürülmüş elde edilen sonuçlar aşağıdaki çizelgelerde verilmiştir. Çözümlerde kullanılan popülasyon sayıları çizelgelerde ayrı ayrı belirtilmiş ve diferansiyel ölçeklendirme faktörü her iki yöntem için 0,85 ve çaprazlama oranı yine her iki yöntem için 0,9 olarak kullanılmıştır.

Literatürde mevcut en iyi sonuç 500 000 hesaplama sayısından önce elde edilmiş ise hesaplamaya 500 000 hesaplama sayısına ulaşılıncaya kadar devam edilmiş ve elde edilen sonuç koyu renk ve kırmızı ile vurgulanmıştır. Eğer elde edilen sonuç mümkün olan en iyi teorik sonuç ise hangi hesaplama sayısında bu sonuca ulaşıldığı belirtilmiştir.

Çizelgelerde literatürde şu ana kadar elde edilen en iyi sonuçlar “Minimum Değer”

sütunu ile verilmiştir (Montes ve ark. 2005). Ayrıca 30 tekrar için elde edilen ortalama fonksiyon değerleri ve standart sapma değerleri ayrı sütunlarda ele alınmıştır. Bilinen en iyi sonuca hangi hesaplama sayısı ile ulaşıldığı çizelgelerin sonunda verilmiş ve benzer şekilde hesaplama sayılarının ortalaması ve standart sapma değerleri farklı sütunlar ile vurgulanmıştır. Geliştirilen DEBVs algoritması ile 2. ve 3. test problemleri haricindeki geri kalan 11 test probleminde literatürde şu ana kadar hesaplanan sonuçlardan daha iyi sonuçlara ulaşılmıştır. 2. test probleminde en iyi sonuca 1 733 000 hesaplama sayısında ulaşılmıştır.

Çizelge 3.6. İlk test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

111

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE 197 000 213 925 6 596,5 -15 -15 0

DEBVS 76 000 111 742 10 5630 -15 -15 0

112

Çizelge 3.7. İkinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı Tasarım Değişkeni

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama Standart

Sapma

DE 500 000 500 000 0 x* = [3,3551 3,2168 3,3030

2,9170 2,8495 2,4777 0,6964 -0,5971 0,0194

113

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

114

Çizelge 3.8. Üçüncü test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı Tasarım Değişkeni

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

115

---*---

DE --- --- --- --- ---

---DEBVS --- --- --- --- ---

---Çizelge 3.9. Dördüncü test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart En İyi Ortalama

116

+003 -30 665,539 -30 665,539 0

DEBVS 25 800 32 420 2,7182e

+003 -30 665,539 -30 665,539 0

Çizelge 3.10. Beşinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

[6,799451488151658e+ 5 249,5 152,8841

117

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE --- --- --- --- ---

---DEBVS --- --- --- --- ---

---Çizelge 3.11. Altıncı test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

118

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Çizelge 3.12. Yedinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım Değişkeni

Sayısı

30 Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

119

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE >500

000 >500 000 --- 24,30620906818 24,30620906

818 0

120

DEBVS 386375 415529 1,7571e+004 24,30620906818 24,30620906

818 0

Çizelge 3.13. Sekizinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE 19 200 21 805 1,3256e+003

0

121

Çizelge 3.14. Dokuzuncu test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON

x* = [2,33049935147405174;

1,95137236847114592;

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

122

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE --- --- --- --- ---

---DEBVS --- --- --- --- ---

---Çizelge 3.15. Onuncu test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

123

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart -18,0800 -17,1749 -31,8771]

7,0514e+003 0,5657

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama

DE --- --- --- --- ---

---DEBVS --- --- --- --- ---

---Çizelge 3.16. On birinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

124

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Çizelge 3.17. On ikinci test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

125

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Çizelge 3.18. On üçüncü test fonksiyonu için elde edilen sonuçlar

AD FONKSİYON Tasarım

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama Standart

Sapma

DE 22 500 22 500 0 x* = [-1,0898 0,7028 -2,6997 0,9358 0,2161

126

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart h* =[1,188258475989801e15

-3,000800562896755e-16

Hesaplama Sayısı Amaç Fonksiyon Değeri

En İyi Ortalama Standart

Sapma En İyi Ortalama