Yerçekimi arama algoritması için yeni operatörlerin ‎geliştirilmesi

Sezgisel optimizasyon teknikleri doğadan esinlenmiş olup, çözüm uzayı geniş ve büyük ‎olan problemlerde, tüm çözüm uzayını taramadan sezgisel olarak çok kısa sürede en ‎uygun değere veya bu değere yakın sonuç elde edebilen algoritmalardır. Sezgisel ‎optimizasyon tekniklerinden biri olan Yerçekimi Arama Algoritması (YAA), son yıllarda ‎mühendislik problemlerinin çözümünde oldukça ilgi görmektedir. Kütleler olarak ‎adlandırılan ajanlar, Newton yerçekimi ve hareket kanunlarının simülasyonu ile en uygun ‎çözümü bulmak üzere tanımlandırılmıştır. YAA üzerinde inceleme ve analiz ‎çalışmalarından sonra, yerel minimuma takılma, grupsal davranıştan kopma ve hassas ‎arama yapmama gibi sakıncaların olduğu tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında, her bir ‎sakıncayı ortadan kaldıran veya azaltan üç yeni operatör geliştirilmiştir. Önerilen birinci ‎operatörde, yerel minimuma takılma ve küresel uygun değerden uzak arama ‎durumlarında, yerçekimi parametresi üzerinde kaotik sarsıntı oluşturarak ajanların hız ve ‎dolayısı ile pozisyonlarında değişiklikler yapılmıştır. Geliştirilen ikinci operatör de, ‎grupsal davranışın dışında veya uzakta kalmış ajanların hızlarını artırmak ve grup ‎içerisine düşürmek için kurtulma hızının negatif yönde eklenmesi ile sağlanmıştır. ‎Böylece, arama içerisinde sürü ve grupsal yaklaşımı mükemmelleştirme çalışması ‎gerçekleştirilmiştir. Son olarak geliştirilen operatör de amaç, en iyi sonuç değerine sahip ‎ajanın bir sonraki döngüde toplam kuvvetini bulurken en kötü kütleye sahip ajanları ‎devreye sokarak toplam kuvveti, dolayısıyla hızının düşük olmasını sağlamaktır. ‎Geliştirilen üç yeni operatör, 23 tek ve çok modlu karşılaştırma test fonksiyonlarına ‎uygulanmıştır. Her bir fonksiyon 30'ar kez çalıştırılarak en iyi, ortalama ve ortanca ‎değerleri alınmıştır. Elde edilen sonuçlar, Lipschitzian matematiksel yöntemi ve sezgisel ‎optimizasyon algoritmalarından olan Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü ‎Optimizasyonu (PSO) ve YAA ile karşılaştırılmıştır. Her üç operatörün standart YAA ile ‎her fonksiyon için yakınsama hızı, standart sapması ve grafiksel karşılaştırmalarına da ‎yer verilmiştir. Ayrıca Wilcoxon işaretli sıra testi kullanılarak, standart YAA ve yeni ‎operatörlerin iki bağımlı gruplar halindeki verilerin ortalamalarının karşılaştırılması ‎yapılmıştır. Elde edilen sonuçların diğer yöntemlerden daha iyi sonuçlar verdiği ‎görülmüştür.‎