Algorithm for Estimating the Convergence of Stochastic Pareto Optimization

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The research is devoted to the development of an algorithm for estimating the convergence of stochastic Pareto optimization. The relevance of the work is due to the need to reduce the computational costs that arise with large multi-criteria calculations, where it is necessary to take into account many conflicting criteria to find optimal solutions. One of the problems in this context is finding a compromise between the accuracy of the Pareto front and the resources needed to calculate it. In multicriteria optimization, it is important to evaluate convergence in order to avoid an excessive number of iterations, which may be ineffective in terms of improving the result. The problem lies in finding the optimal number of iterations, at which the Pareto front reaches sufficient accuracy, and further iterations do not lead to a significant improvement in the quality of solutions. The aim of the study is to develop an algorithm that allows us to evaluate the convergence of the Pareto front and determine when it is possible to complete the optimization process without losing the quality of solutions. The results can be useful for specialists involved in multi-criteria optimization tasks and the development of algorithms based on stochastic conditions.

Авторлар туралы

Salbek Beketov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: salbek.beketov@spbpu.com

Laboratory of Digital modeling of Industrial systems

Ресей, St. Petersburg

Aleksei Gintciak

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: aleksei.gintciak@spbpu.com

Candidate of technical sciences, Laboratory of Digital modeling of Industrial systems

Ресей, St. Petersburg

Maksim Dergachev

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: dergachev.mv@edu.spbstu.ru

магистрант

Ресей, St. Petersburg

Әдебиет тізімі

  1. Tirkolaee E.B., Goli A., Faridnia A., Soltani M., Weber G.W. Multi-objective optimization for the reliable pollution-routing problem with cross-dock selection using Pareto-based algorithms. Journal of cleaner production. 2020;276:122927. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.122927.
  2. Hua Y., Liu Q., Hao K., Jin Y. A survey of evolutionary algorithms for multi-objective optimization problems with irregular Pareto fronts. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2021;8(2):303-318. doi: 10.1109/JAS.2021.1003817.
  3. Asilian Bidgoli A., Rahnamayan S., Erdem B., Erdem Z., Ibrahim A., Deb K., Grami A. Machine learning-based framework to cover optimal Pareto-front in many-objective optimization. Complex & Intelligent Systems. 2022;8(6):5287-5308. doi: 10.1007/s40747-022-00759-w.
  4. Gabdullin B.R., Senushkin D.S., Konushin A.S. Practical application of Multi Task Learning methods to the camera relocalization problem. Informacionnye processy. 2024;24(2):163-172 (In Russ). doi: 10.53921/18195822_2024_24_2_163.
  5. Cocchi G., Lapucci M., Mansueto P. Pareto front approximation through a multi-objective augmented Lagrangian method. EURO Journal on Computational Optimization. 2021;9:100008. doi: 10.1016/j.ejco.2021.100008.
  6. Luengo D., Martino L., Bugallo M., Elvira V., Särkkä S. A survey of Monte Carlo methods for parameter estimation. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2020;2020;1-62. doi: 10.1186/s13634-020-00675-6.
  7. Hu X., Fang G., Yang J., Zhao L., Ge Y. Simplified models for uncertainty quantification of extreme events using Monte Carlo technique. Reliability Engineering & System Safety. 2023;230:108935. doi: 10.1016/j.ress.2022.108935.
  8. McFarland J., DeCarlo E. A Monte Carlo framework for probabilistic analysis and variance decomposition with distribution parameter uncertainty. Reliability Engineering & System Safety. 2020;197:106807. doi: 10.1016/j.ress.2020.106807.
  9. Moraes C.C.F., Pinheiro P.R., Rolim I.G., Costa J. L.S., Junior M.S.E., Andrade, S.J.M.D. Using the multi-criteria model for optimization of operational routes of thermal power plants. Energies. 2021;14(12):3682. doi: 10.3390/en14123682.
  10. Xu Y., Zhang H., Huang L., Qu R., Nojima Y. A Pareto Front grid guided multi-objective evolutionary algorithm. Applied Soft Computing. 2023;136:110095. doi: 10.3390/en14123682.
  11. Pospelov K.N., Burlutskaya Z.V., Gintciak A.M., Troshchenko K.D. Multiparametric Optimization of Complex System Management Scenarios Based on Simulation Models. International Journal of Technology. 2023;14(8):17481758. doi: 10.14716/ijtech.v14i8.6832.
  12. Null S.E., Olivares M.A., Cordera F., Lund J.R. Pareto optimality and compromise for environmental water management. Water Resources Research. 2021;57(10):e2020WR028296. doi: 10.1029/2020WR028296.
  13. Beketov S.M., Pospelov K.N., Redko S.G. A human capital simulation model in innovation projects. Control Sciences. 2024;3:16-25. doi: 10.25728/cs.2024.3.2.
  14. Beketov S.M., Zubkova D.A., Redko S.G. Comparison of optimization methods in simulation models of complex organizational and technical systems. Modeling, Optimization and Information Technology. 2024;12(3). (In Russ.). doi: 10.26102/2310-6018/2024.46.3.027.
  15. Fedyaevskaya D.E., Burlutskaya Z.V., Gintciak A.M., Dixit S. Hierarchical cybernetic model of oil production enterprise with distributed decision-making centers Digital Transformation: What is the Company of Today? Cham: Springer Nature Switzerland. 2023;1:21-34. doi: 10.1007/978-3-031-46594-9_2.
  16. Feng W., Gong D., Yu Z. Multi-objective evolutionary optimization based on online perceiving Pareto front characteristics. Information Sciences. 2021;581:912-931. doi: 10.1016/j.ins.2021.10.007.
  17. Kopyrin A.S., Vidishcheva E.V. Technologies of data processing and cleaning, noise identification and removal at time series. Vestnik Akademii znanij. 2020;4(39):220-228 (In Russ.). doi: 10.24411/2304-6139-2020-10466.
  18. Nezami N., Anahideh H. Dynamic Exploration–Exploitation Pareto Approach for high-dimensional expensive black-box optimization. Computers & Operations Research. 2024;166:106619. doi: 10.1016/j.cor.2024.106619.
  19. Avetisyan T.V., L'vovich Y.E., Preobrazhenskiy A.P., Preobrazhensky Y.P. Investigation of the possibilities of optimizing the management processes of cyberphysical systems. Informatsionnye Tekhnologii i Vychslitel'nye Sistemy. 2023;2:96-105 (In Russ.). doi: 10.14357/20718632230210.
  20. Matveev V.V., Filatova T.A. Management methods of organizational systems under risk and uncertainty for the purpose of ensuring economic security. Nacional'naja bezopasnost' i strategicheskoe planirovanie. 2021;2:73-96 (In Russ.). doi: 10.37468/2307-1400-2021-2-73-96.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».