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Sortiermodelle

Ein einfaches Verfahren zur Simulation von DARWINscher Selektion der bestangepaßten Individuen ist das Auswählen der ,,Fittesten`` nach der Wechselwirkungsphase und die daran anschließende Replikation dieser Individuen. Ein naheliegendes Reproduktionsschema besteht darin, die Individuen mit Bewertungen unterhalb des Mittelwerts über die Population durch Nachkommen der überdurchschnittlichen Individuen zu ersetzen, vergl. Abschnitt 3.4.1. In diesem Verfahren ist die Fitness notwendigerweise zeitlich lokal, d.h. auf einen Zeitschritt bezogen, denn sie muß in jedem Zeitschritt neu berechnet werden, wenn die neu erzeugten Individuen die gleiche Chance erhalten sollen wie ihre Vorfahren. Der ,,Selektionsdruck`` auf die Individuen ist in dieser Art der Implementation sehr stark, da er geringfügig Schlechteren (Unterdurchschnittlichen) keine Überlebenschance läßt. Das mittlere Fitnessprofil wird dadurch stark unsymmetrisch zugunsten sehr großer Einträge für hohe Bewertungen. Die meisten Mutanten sind wesentlich schlechter als der Durchschnitt, so daß sie sofort eliminiert werden. Dadurch wird ein globaler Optimierungsprozeß initiiert. Der starke Selektionsdruck führt in den durchgeführten Simulationen dieses Modells zu einem relativ uninteressanten Verhalten der Population: Die Evolution endet nach kurzer Zeit in einem statischen Zustand, denn nach einer kurzen Simulationsdauer haben alle Individuen (mit Ausnahme der Mutanten) die gleiche Bewertung, so daß keine Selektion mehr stattfinden kann.

Zur Vermeidung eines solchen vorzeitigen Endes der Evolution ist dafür zu sorgen, daß in jedem Zeitschritt ein nichtverschwindender Anteil der Individuen ersetzt wird. Dies ist einfach zu implementieren, indem die Population nach der Wechselwirkungsphase in Abhängigkeit von der Bewertung sortiert wird und danach die bessere Hälfte Nachkommen erzeugt, die dann die schlechtere Hälfte ersetzen. Damit ist gewährleistet, daß in jedem Zeitschritt die Hälfte der Population ausgetauscht wird. Details der Simulationen dieser Version des Sortiermodells sind im Abschnitt 5.1 ausgeführt.


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RW 2008-07-16