Using genetic algorithm in making optimal control decisions

• Autorzy: Migawa K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie algorytmu genetycznego do wyznaczania optymalnych decyzji sterujących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problems presented in this article deal with operation process control in complex systems of technological object operation. Making appropriate control decisions directly influences the possibility of correct and effective carrying out of tasks assigned to the system. The paper presents a method of determining the optimal strategy for control of technological object operation process on the basis of genetic algorithm. In the presented method, determining of optimal strategy for control of technological object operation process involves the choice of a sequence of control decisions made in individual states of the modeled operation process. The method involves a choice, out of the possible decision options, of the best strategy for operation process control for which the function constituting the evaluation criterion has extreme value. Depending on one’s needs, the genetic algorithm including the obtained model of operation process may be implemented for mathematic formulation and solution of a wide array of problems connected with control of complex systems of technological object operation. It pertains mostly to the economic analysis, risk management and safety management of complex systems of technological object operation. The paper presents an example of determining optimal strategy for control (decision sequence) when the criterion function includes availability of means of transport used in a selected operation system.

PL

Zagadnienia przedstawione w artykule dotyczą problematyki sterowania procesem eksploatacji realizowanym w złożonych systemach eksploatacji obiektów technicznych. Podejmowanie odpowiednich decyzji sterujących wpływa bezpośrednio na możliwość prawidłowej i efektywnej realizacji zadań przydzielonych systemowi. W pracy przedstawiono metodę wyznaczania optymalnej strategii sterowania procesem eksploatacji obiektów technicznych na podstawie algorytmu genetycznego. W prezentowanej metodzie wyznaczenie optymalnej strategii sterowania procesem eksploatacji obiektów technicznych dotyczy wyboru ciągu decyzji sterujących, podejmowanych w poszczególnych stanach modelowanego procesu eksploatacji. Metoda ta polega na wyborze spośród możliwych wariantów decyzyjnych, najlepszej strategii sterowania procesem eksploatacji, dla której funkcja stanowiąca kryterium oceny osiąga wartość ekstremalną. W zależności od potrzeb algorytm genetyczny wraz z opracowanym modelem procesu eksploatacji, może być zastosowany do matematycznego formułowania i rozwiązywania szerokiej gamy problemów związanych ze sterowaniem złożonymi systemami eksploatacji obiektów technicznych. Dotyczy to przede wszystkim analizy ekonomicznej, zarządzania ryzykiem i bezpieczeństwem działania złożonych systemów technicznych, a także sterowania gotowością i niezawodnością eksploatowanych obiektów technicznych. W pracy przedstawiono przykład wyznaczenia optymalnej strategii sterowania (ciągu decyzji), w przypadku, gdy funkcję kryterialną stanowi gotowość środków transportu użytkowanych w wybranym systemie eksploatacji.

Słowa kluczowe

EN

operation process; control decisions; genetic algorithm

PL

proces eksploatacji; decyzje sterujące; algorytm genetyczny

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 2
• Strony: 35--51, 151--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il.

Twórcy

autor

Migawa K.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, ul. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz, Polska

Bibliografia

• [1] DAVIS, L.D.: Handbook of genetic algorithms. Van Nostrand Reinhold 1991.
• [2] GRABSKI, F., JAŹWIŃSKI, J.: Funkcje o losowych argumentach w zagadnieniach niezawodności, bezpieczeństwa i logistyki. WKiŁ. Warszawa 2009.
• [3] GOLDBERG, D. E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowanie. WNT. Warszawa 2003.
• [4] JAŹWIŃSKI, J., GRABSKI, F.: Niektóre problemy modelowania systemów transportowych. Instytut Technologii Eksploatacji. Warszawa-Radom 2003.
• [5] KOROLUK, V. S.: Modele stochastyczne systemów. Naukova Dumka. Kiev 1989.
• [6] KOROLUK, V. S., TURBIN, A. F.: Semi-Markov processes and their application. Naukova Dumka. Kiev 1976.
• [7] KOWALENKO, I. N., KUZNIECOW, N. J., SZURIENKOW, W. M.: Procesy stochastyczne. Poradnik. PWN. Warszawa 1989.
• [8] KULKARNI, V. G.: Modeling and analysis of stochastic systems. Chapman & Hall. New York 1995.
• [9] KUSIAK, J., DANIELEWSKA-TUŁECKA, A., OPROCHA, P.: Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań. PWN. Warszawa 2009.
• [10] MICHAELEWICZ, Z.: Genetic algorithms + data structure = evolution programs. Springer Verlag. Berlin 1996.
• [11] MIGAWA, K.: Semi-Markov model of the availability of the means of municipal transport system. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 3(159), vol. 44, Radom 2009.
• [12] MIGAWA, K.: Method for control of technical objects operation process with the use of semi-Markov decision processes. Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 19, no. 4, 2012.
• [13] MITCHELL, M.: An introduction to genetic algorithms. MIT Press. Cambridge 1996.
• [14] VOSE, M.D.: The simple genetic algorithm. Foundations and theory. MIT Press. Cambridge 1998