Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   5 Octo ber   201 9 , pp.  4130 ~ 41 37   IS S N:  20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 5 . pp4130 - 41 37           4130       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   The satu ration  of popu lati on fitnes s a s  a sto pp ing criterion i ge n etic algorith m       Fo F ong  Yen g 1 S oo  Kum  Yoke 2 , Az ri na Suh aimi 3   1,3 Facul t y   of  Co m pute and   Mat hemati c al Sci en c es,   Unive rsiti T e knologi   MA RA  Cawa ngan  Johor ,   Mal a y s ia     2 Aca dem y   of La nguage   Stud ie s,   Univer siti   Te kno logi   MA RA Ca wanga Neg eri   Sem bil an ,   Ma lay sia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ju l   1 ,  201 8   Re vised  A pr   2 4 , 2 01 9   Accepte Ma y   6 , 2 01 9       Gene tic  Algor it h m   is  an   a lgori th m   imita ti ng   the  nat ura evol ut io proc ess  in   solving  opti m izati on   proble m s.  All  fe asibl e   (c a ndida t e)  solut io ns  would  be   enc oded  int chr om oso m es  and  under go  the   exec uti on  of  gen et i oper at ors  in   evol uti on .   Th e   e volut ion   i tse lf   is   a   pro ce ss   se arching  for   op ti m um   soluti on .   The   se arc h ing  w ould  stop  wh en  stopping   cr it er ion  is  m e t.  The n ,   th f it t es t   chr om osom of   la st  gen erati o is  dec l are d   as  the   opt imum   soluti on.   How eve r,   th is  opti m um   soluti on  m ight   be  a   local  opt imum  or  g lo ba l   opti m um   soluti o n.   Hen ce,  an  app ropria t stopp in criter ion  is   important  such  tha the   se arc is  not  end ed  bef or g loba l   opti m um   soluti on  is  fo und.   In  th is   pape r,  saturat io of   popula ti on   f it ness   is  propose as   a   stopp ing   cri t eri on   for   endi ng  th sea r ch.   Th propos ed  stopping  c ri te ri was  compare wit h   conve nt iona l   sto pping  criter ion,   f it te st   chromos omes repe ti t ion,   u nder   var ious  par amete rs   set ting.  The  resul ts  show   th at  the  per form ance   o proposed   stopping  cri t erion  is   superior   as  compar ed  to   th conv en ti on al  stopping   cri t eri on.   Ke yw or d s :   Ar ti fici al   i ntell igence   Gen et ic   a l gorithm   Ma chine  l ea rn i ng    Op ti m iz ation     Stoppin c rite r ion   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Foo Fo ng  Ye ng   Faculty  of Com pu te an Ma them a ti cal  Scie nces ,   Un i ver sit i Te knol og i M ARA   Ca wanga J ohor ,   K am pu s Pa sir Gu dang,    Jal an  P urnam a, Ban dar   Seri  A lam , 8 1750,  M asai , J oh or, Ma la ysi a .   Em a il fo ofo 931@uit m .ed u. m y;   fong ye ngf@gm ail.co m       1.   INTROD U CTION   In  19 75,  J ohn  Ho ll an d,  ins pir ed  by  t he  Darwin   Ev olu ti on  The or em   [1,  2] intr oduce a al gorithm   [3,  4]   m i m ick in the  proc ess  of   ge netic   inh erit a nce   in  ev olu ti on   [4 - 6] It  wa nam ed  as  Gen et ic    Algorithm   (GA) .   Du e   to   it adap ta ble  c ompete nces t he  a lgorit hm   app li cat ion s   in   rese arch  area a re  gig a nti c   [7]   w her e   they   are  no t   only   found   in   pure   sci ences  su c as  e ng i neer i ng  [8 - 10]   but  al s in   so ci al   sci ence s   su c as operati on m anag em ents  [11 - 14]   GA  h as b ee c at egorised under  the f am ily  of   m et a - heu risti al gorithm [15,   16]   su c as Tab Sea rc and A rtific ia l Neural  N et w or k.  Me ta - heurist ic   al gorithm a re  al ways u se f or  s ol ving  c om bin at or ia pr ob le m s   or  hard  opti m iz at ion   pro blem [17]   si nce   they   can   pro vid e   go od  s ol utions  at   reas on a ble  com puta ti on al     cost  [18 ,   19 ] .   Ho we ver,  t hey  m ay   no be  a ble  to   gu a ra ntee  the   opti m alit of  s olu ti on   due  t t heir   sto chasti c      natu re  [ 20]   Sli gh tl dif fere nt  from   so m e   m et a - heurist ic   al gorithm s   that  i m pr ov s ing le   s olu ti on,   the  ge netic  al gorithm   handles  a   gro up  of  fe asi ble  s olut ion sim ultaneousl [ 21 ] T hese  feasible   s olu ti ons  a re  e ncode into  c hrom os om es  [22]   an placed  i nto  an   en vir on m ent  analo gu e   of  na tural  e vo l utio wh e re  t hey  need  to   su r viv e a da pt,  an pro pa ga te   their  ge ne ti cs  to  the   f ut ur ge ner at io ns   [21] T he   ev olu ti on  of  these   chrom os om es  is  the  p ro ce ss  of   se arc hing  t he  op ti m u m   s olu ti on.  T he  e vo l ution  ta kes   m any  gen erat ion t conve rg t pe rf ect ly   ada pted  ch ro m os om (g lo bal  op ti m um   so luti on [ 21 ] Hence ti m ing   f or   e nd i ng   t he   evo l ution /s ea rc hing  pr ocess  i cru ci al Othe rw ise prem atu re  c onve rgen ce  cou l happ en  in  t he  ev ol ution.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Th e s at ur atio n of po pu l ation f it ness  as  sto ppin cri te rio i n gen et ic   algor it hm   ( Fo o Fo ng Ye ng)   4131   prem at ur c onve rg e nce   shou l be   av oide a it   m ay   le t t he  a cq ui sit ion   of  l oc al   opti m u m   s olu ti on   instea of  glob al   op ti m u m   sol ution  [ 20 ] .   Th ch oice  of  the   sto pp i ng  crit e rio would  det erm ine  if  the  gl ob al   op ti m u m  so luti o n co uld be  fo und be fore its s earchi ng pro c e ss is term inate d.     In  this   pap e r,  we  i nvest igate t he   sto ppin crit erion  of  ge netic   al gorit hm  as   the   ti m of  searchi ng  t he   so luti on  sp ace   is  on e   of  t he  ver im po rta nt  facto rs   to  fin t he  global  optim u m   so luti on.  W pro pos ed  t he   densi ty   or   sat urat ion   of   popul at ion   fitne ss  as   the  ne sto pp ing   c rite rio w hich  se rv e as  m easur em ent  key  to  en the   sea rch i ng   proces s The   pro pose sto ppin crit erio wa co m par ed  to  c onve ntion al   st opping   crit erion  wh ic the   sea rch i ng  p r ocess   will   be  st oppe when  the re  is   no  i m pr ovem ent  of  fitt est   ch rom os o m e   for  s om su cce ssive  ge ner at io ns .   T he  num erical   resu lt s   sho t hat  the   pro po s ed   sto ppin crit erio has  bette r   perform ance as co m par ed  to  t he  c onve ntio na l st opping c rite rio n.     This  pa pe r   is  orga nized   as  f ollow .   Sect io giv es   the   desc r ipti on  of  t he  ge netic   al gorith m   includin so luti on e nc od i ng / enc ryptin g, ev olu ti on a nd  the stop ping c rite ria that h as  been us ed . S ec ti on   3 detai ls h ybrid   al gorithm fo r   two  te ste m od el s,  one  with  conve nt ion al   s toppin c rite rion,  on e   wit t he  pro po se stoppin crit erion.  Sect ion   re ports   on   e xperim e ntal  resu lt with  di ff e ren t   par am et ers/ gen et ic   dr i ft  set ti ng.     In sect ion 5 , the  f in dings a re c on cl ud e a nd s om e reco m m e nd at io ns are  gi ven f or futu re st ud y.       2.   THE  V IT AE  OF GE NETI C ALGO RIT HM   In   an  arti fici al   evo l utio syst em   as  sh own  i Figure  1 ge net ic   al gorithm   se arch  be gin s   by  gen e rati ng   popula ti on  of   ra ndom ly   gen e rated   can did at s olu ti ons.  Thes ca ndidate   s olu ti ons  a re  e ncode int chrom os om es  [7]   an br ought  into  the  e voluti on  that  is  con st ru ct e by   gen et ic op erators.  Eac of   the   chrom os om es i s assig ne d wit h a fit nes s fu nction  [ 20]   that ser ves  as  a  fitness   ind e x.            Fig ure   1.  A rtific ia l evo l ution s yst e m  in  gen et i c algori thm       The  c hrom os om es  from   the  s a m gen e rati on  w ou l hav e   t c om pete  with  one  a no t her.   A   sel ect ion  pr ess ure  t hat  i biased   to   pr i vilege   on   the   f it te st  chrom os om es  is  en forc ed  i the   syst em   [5] T his  ac is  t ens ur e   that   onl those   with   dom inant  trai ts  of  o ptim isa t ion  w ould   hav e   hig he r   possi bili ties  to   be   sel ect ed  f or  passing   the   ge nes  [ 21 ] .   T hro ugh  the   exec ut ion  of  ge n et ic   op e rato rs   on   these   sel ect ed  chrom os om es,  ne w   popula ti on   / ge ner at io of  ch r om os om es  is  fo rm ed  [ 20 ] . The  ev olu ti on/ sea rc hi ng  proce ss w il con ti nue unti stoppin c rite r ion   t hr es hold   is  m e and   t he   fitt est   in  the   la st  gen e rati on  will   be  ide nt ifie as  a op t i m u m   so luti on  [23] . Ho we ver, the  iden ti fie d op ti m um  so luti on could  be  a  local  optim u m  so luti on instea d of a  gl ob al   op ti m u m  so luti on if t he  sea rchi ng   proces s e nded  to ea rly   Ba sic al ly the  al gorithm   sea rch   in volves   tw diff e re nt  s pa ces,  on e   is  c oding   sp ace a nd  the  oth e i s   so luti on  s pace   [24] T he  im plem entat ion   of   ge netic   ope rators  on  c ode s olu ti ons,   nam el chr om os om es,  works  in  the  c od i ng   s pace Nonetheless the  eval uation  and   sel ect io of   c hrom os ome are  em plo ye in  th e   so luti on s pace  wh ic is t he  s pa ce f or  a a ct ua l solutio [24] .     2.1.   So luti on e ncr yp ti on   Each  ge ner at i on  is  c on sti tut ed  by  popul at ion   of  siz can di date  s olu ti ons.   Th es can did at so luti ons  a re  f easi ble  so l utio ns   [ 25]   w hich  will   be  enc rypt ed  int ch ro m os om es  C ij   const ru ct ed   by  ge ne  g ijk They  c ou l be  in  the   f or m   of  bin a ry  strin [ 17 ] ,   real  num ber   stri ng  [ 8]   or   m at rix  [26]   de pendi ng  on  t he   t ypes  of  op ti m iz a ti on   pro blem Th ( 1 )   is   the   so l ution  represe ntati on   f or m   for   j th  c hrom os om of  k   ge nes   in   i th  gen e rati on. Fo r  the  pur po se  of  this r e searc h,   bin a ry strin c on st ru ct e d by  gen e  g ijk   ={ 0,1 } w as  ch os e n.     C ij  = (  g ijk   ,… g ij3,   g ij2,    g ij1,    g ij0                              (1)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   Int   J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober   201 9   :   4130   -   4137   4132   2.2.   Sele ction m ati ng   an d  mu tat ion phase s in  t he evolu tion   In  the   arti fici al   ev olu ti on  syst e m al chrom os om es  of  each   gen e rati on  m us go  t hroug t he  e voluti on   [27]   that  c om pr ise of  sel ec ti on m at ing   a nd  m utati on   pha ses  as  s how i Fi gure  2 I the  sel ect ion  phase,   the  sel ect ion   pressu re  is  e nfo rced   i pro ba bili sti c   m ann er   into  eac generati on   by  us in sel ect ion  ope rators  su c as  R oule tt W heel  [ 12 ] ,   To urnam ent  [ 28 ] ,   an Eli ti sm   [9] In  this  pap e r,  Ro ulett Wh eel   an Eli ti s m   Sele ct ion   Oper at or we re s el e ct ed  to  be  im po se in  the st udy.            Fig ure   2 .   Ev ol ution       As  the  nam of   Ro ulett Wheel   su ggest s,   e ach  c hrom os om was  gi ven   slot  that  is  pr oport ion al   to   it fitness  i a im aginar r oule tt w heel.  T he  siz of  eac slot  determ ines  the  pro ba bili t of  c hrom os om bein sel ect ed  for  t he  ne xt  ph ase.  T his   m eans  that   the   fitt es w ou l ha ve   pr ece de nce  i br ee din tha tho se   that  we re  not  well - ada pted   [ 17 ] .   T he  sel ec ti on   pressu re   of  Ro ulett Wh eel   op e rato was  e nfo rce i nto  th e   chrom os om es p ool  with s ome  proba bili ty  o cr os s over  ( c r os s ov e r rat e, C R).     Tw c hrom os om es  that  had   bee sel ec te by  Ro ule tt Wh eel   we re  treat ed  as   the  pa rent   chrom os om es  (P C 1,  PC 2 f or  br ee ding   in  t he   m ating   phas e.  I this   phas e,  the   cr os s ove op e rato e xc hange and   sp li ced  t he  se gm entat i on s   of  bo t par e nt  ch r omoso m es  at   ran dom   po int  ( r)   [2 5]   to  f or m   new  chrom os om es  cal le offs pr i ngs  ( O 1 O 2 ( 2 ) Thes offs pri ng s   will   car ry  the  exc ha ng e genet ic   inf orm at ion  wh ic i nh e rite from   their  par e nt  c hrom os om es  [7] I this  st ud y,   t he  operati on  was  re peated  un ti a   popula ti on   of  M - 2 offs pr i ng  was fo rm ed.       PC 1 = ( g ijk   ,…   g ijr+1 ,  g ijr ,…  g ij 2,   g ij1,    g ij0 )   PC 2 = ( g’ ijk   ,…  g’ ijr+1 , g’ ijr,   ,…   g’ ij2,   g’ ij1,    g’ ij0 )       (2)   O 1 = (  g ijk   ,… g i jr+1 ,   g’ ijr ,… g ij2,   g’ ij1,    g’ ij0 )   O 2 = (  g’ ijk   ,…   g’ ijr+1 , g ijr,   ,…   g ij2,   g ij1,    g ij0                             Nex t,  t he  offs pri ngs   we re  bro ught  into  t he  m uta ti on   phas that  con sist e of  m utati on   op e rato wit so m pr oba bili ty   of   m utati on   (m utati on   rate,   MR ).   T he  pro bab il it of   m utati on   is  al ways   lowe pro ba bili t than  the  pro ba bili ty   of   cro s s ov e [ 7] T he  m uta ti on   oper at or   m igh al t er  the  ge ne  of  the  chrom os om es  at  rand om   po sit ion   (R [ 9]   ( 3 )   with  the  i ntent ion   of  va ryi ng  the  ge netic   [ 22]   an hen ce   f ur t her   e xpan di ng  the   so luti on  s pace   search  [20] The  off sprin gs  would  the be   reg a rd e as  new   c hrom os om es  fo the  c om ing   gen e rati on.   Th e m utati on  ope rators m igh t serv e  as a t oo l t o red uce t he  ris k of p rem at ur e conve rg e nce.       O= (g ijk   , …  g ijR,   g ij2,   g ij1,    g ij0 )   g ijR =   1             if   g ijR =0     (3)                0            if    g ijR =1                                       Si m ultaneo us ly Eli ti s m   op erat or   was   us ed  t m ake   sure  tha the  el it chrom os om es    (f it te st  chrom os om es  of   each   gen e rati on)  would  not  be  disrupte by  the  exec utio of   the  c rosso ve an m uta ti on   op e r at or s   [ 28 ] .   T wo  el it es  w ou ld  be  rep li cat ed  directl as   ne ch ro m osom es  fo r   the   c om ing   gen e rati on.  T hi was  pr es erv at io act   f or   reduci ng   t he   pro bab il it of   l os in the  fitt est   gen from   the  chrom os om e p oo l a nd  decr ea sing t he  ti m e o c onverge nce  to an o ptim u m   so luti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Th e s at ur atio n of po pu l ation f it ness  as  sto ppin cri te rio i n gen et ic   algor it hm   ( Fo o Fo ng Ye ng)   4133   2.3.   St oppi n c ri te ri a   Last ly j ud gem ent  to  stop  the  ev olu ti on   is  i m p or ta nt.   The  decisi on   of   ha ving  a appr opriat thres ho l d/sto ppin c rite rio gr eat ly   af fects   the  ca pa bili ty  of  t he  al go rithm   [26] .   Ge ne rall y,  there   a re  tw stoppin c rite ria that ha ve  b ee n widely  used:   a)   Ma xim u m  g en erati on s  or m axim u m  CPU  ti m e all ow ed  [ 26] .   b)   N im pr ovem ent of  fitt est  chrom os om e fo r   su ccessi ve gen erati on s  ( fi tt est  ch r omos ome r epeti ti on [ 14] .   The   first   crit er ion  (a )   w ou l end  the   e volut ion  if   the   al go rithm   had  m et  the   pr e - de fine m axim u m   nu m ber   of  ge ne rati on s   or  CP ti m e.  Howe ver,  to   determ i ne  t he  a ppr opr ia te   tim or   m axim u m   nu m ber   of   gen e rati ons  is   pe rp le xing  puzzl e.  Def i ning  a   ve ry  huge   num ber   of  m axim u m   gen er at ion or  CP U   tim e   would  le ad   to   unpract ic al   c om pu ta ti on al   t i m wh il s m al nu m ber   m igh cause   the  al go rithm   has  not   enou gh   ti m to  reach  global   op ti m u m   so luti on T he  siz of   t he  po pu la ti on   w ou l so m et i m es  influ en ce  t he  durati on r e quir ed fo c onve rgence  [28]   In  this  as pect,   the  sec ond  c rite rio ( b)  m igh seem   bette ch oice  since   t he  al go rithm   woul sto i f   there  is   no  i m pr ov em ent  of  fitt est   chro m os o m fo r   f ew  ge ner at io ns  s uccessively   ( fi tt est   chr omos ome   repeti ti on ) A ga in,  it   is  ano t he pa rado w he re  the  al gorit hm   us er  nee ds   t dete rm ine  the  appr opriat num ber   of   su cce ssive  r epeti ti on   for  di sm issi n the   s earch T he  s uc cessi ve  rep et it ion  of  fitt est   ch ro m os om is  great l influ e nce d by the size  a nd c om plexit y of  t he  r esea rch p robl e m   [26] .   In  this   pa pe r,  st opping   cr it erion  that  m easur e t he  sa turati on  of  popu la ti on  fitnes ( F)  of  M   chrom os om es  was  propose d.   The  pro po se stoppin c rite rion   ai m ed  to  w ork  as  t hr es hold  t sto sea rchi ng  wh e t he  fitne ss  de viati o of   the  popula ti on  is  sm all  ( 4 )   ( wh e δ→ 0)  an furthe e nh a nce  the   com petency  of   al gorithm  in  find i ng   gl ob al   optim u m  so luti on .     [(1/M  ( F ij  F) 2 ] < δ  ,   δ 0            (4)       3.   E X PERI MEN TAL M ODEL  A LG ORI T H M   To   te st  the   pro po s ed   sto ppin crit eri on,  t wo  m od el with   di ff e ren t   sto ppin c rite ria  we re  dev el op e d.   The  fi rst  m od el nam ed  as  Norm al   s top pi ng   crit erion   ( Nsc)  m od el was  de sign e with  a al go rit hm   that  ends   the  sea rch i ng  process   w he fi tt est   chro m osome   re petit ion ha ve   reac he d   t he  plate au,  pr e fix   up per  boun d.    The  sec ond  m od el ,   nam ed  a the  Sat ur at io sto ppin c rite rio ( Ssc)   m od el was  c reated  with  the   pro po s e stoppin c rite r ion .   The   searc hing  was  sto pped   w he the  gen e rati on  sat ur at e wit th fitt est   chrom os om es.   The  al gorit hm s  of the  tw m od el s ar e  il lustra te in  Fig ur e  3.         (a)     (b)     Fig ure   3 .   Al gorithm s   fo r (a)   Nsc  M od el ;   (b)  Ssc  M od el       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   Int   J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober   201 9   :   4130   -   4137   4134   These   tw m od el a re  hybri with   a   f or ecas ti ng   e quat ion.    This  forecast in e quat ion  c onsist of  on e   adjuste pa ra m et er  α  that  r ang betwee zero   a nd  1.  T he  ch oice  of   t he  pa ram et er  α   w ould  in flu ence  the  accuracy  of   f oreca sti ng   sim ulati on He nce,   the  two  m odel wer assig ned   t ide ntify  glo bal  opt i m u m   so luti on  α  s uc th at   the  accu rate  f or eca sti ng  sim ulati on   c ou l be  pro du c ed N um erical   te sts  wer e   use to  te st   the ef fici ency  of the t wo m od el s.   The  par am et er  α  would  be   encode int chrom os om i the   f or m   of  ( 1 )   a nd  the   c hrom os om e   decip her  of  α   is  as   ( 5 ) .   Eac e nc oded  pa ram et er   α ij   wa as sign e with   fitnes fun ct io   (F ij   ( α ij )),  Me a A bsolute  E r ror  ( 6 ) T he  F ij   ( α ij e xpresse the  fitness  f un ct io of   j th  chrom os om es  in  i th  gen e rati on.  T he  ch ro m os om that  is  able  to  m ini m ize  the  errors  of   forecast   w as  viewe as   fitt est .     The  f oreca sti ng  eq uatio was   m od ifie a nd  hyb rid  int al g or it hm sta te as  ( 7 ) T he  h ijt  was  t he  foreca st  da t a   si m ulate by  ( 7 )   an y repres ented  t he real  dat a.     α ij    (∑    g ijk ×  2 K   )/ 100  ,        K=0 ,1,2…k                       (5)     Mi ni m iz e F ij   ( α ij )   =   ( 1/k)∑| h ij t - y t |          sub j ec t t o        0< α ij < 1                         (6)     h ijt   =  α ij   (   f ij1t    f ij2t )/ ( 1   α ij )+  [ 2   f ij1t    f ij2t  ]                       f ij1t α ij  y (1   α ij )   f ij1t 1     (7)   f ij2t α ij  f ij1t     (1   α ij )   f ij2t 1       Gen e ra ti on,  i  =1,   2…  up per bou nd o ge ner ation     Chrom os ome,  j   =1, 2  ... M   c hrom osome   Da t Ti me,  t  =   1,   2 ... m axim um  num ber of ti me      In   t he  sel ect io phase the  se le ct ion   press ure  was  a ff ect e by  sel ect ion   prob a bili ty   (RP ij  (C ij ))  ( 8 )   of  each  c hrom os om e.  At  t he  sam tim e,  two  el it ch r om os om e (EC w woul be  re plica te di rec tl into  t he  nex t   gen e rati on  ( 9 ) .   Two   el it es  (E C w of  g ene rati on   i th w ere  a ss ign e as  the f ir st  two  ne c hrom os om es  (C i+ 1,w of  the  c om ing   ge ner at io n   i +1   t h.    I the   cr ossove r   an m utati on   phases,   the  possibil it ie of  ha pp e ning   we re   con t ro ll ed  b y c ro ss over  r at ( CR an m utati on   rate (MR ).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              P ij   (C ij )=F ij   / ∑  F ij           CP ij   (C ij )= 1 -   P(C ij )   (8)   RP ij  (C ij )= CP ij /  ∑ CP ij                                    If       EC w = C i,j   ,   the C i+1,w   EC w , w  = 1,2  ,  j  =  tw ide ntif ie el it e chr om os omes                  (9)       4.   RESU LT S   A ND   DI SCUS S ION   Both Nsc an d Ssc   m od el s w e re teste f or  t he ir capa bili ti es  in f oreca sti ng s i m ulati on  b y u sing  a set of  tim series  data  range  [13 00,   1600] T he  c om petence  of  m od el in  av oi din prem at ur co nv e rg e nce   and   fin ding  the  global  optim um  so luti on  wa use as  a in dex   for  ga ugin good  m od el A   good  m od el   sh al be   able  to  pro du ce  sim ulated   r esult  that  i ve ry  cl os t act ual  val ue   [28]   under  va rio us   c irc um s ta nces   (of   diff e re nt cross ov e r rat e an m utati on  r at e ).     In   this  researc h,   bo t m od el carried  out  sim ula ti on   ex perim ent  with  1000   tria ls  to  acc um ulate   the   sta ti sti cal  reco r ds   of  sto ppin crit eria  eff ic ie ncy.  The  e ff ect iveness  of   st op ping  crit erio cou l be  rev ea le d   by  the  pro ba bili ty  of   ha ving  good  forecast   (c on sist   of   globa op ti m u m   so luti on   α w he the  searc hing  end e d.  The ge netic  drift/ par am et ers  of  bo t e xp e rim ent m od el s ar e   sta nd a rd iz e as  in  Ta ble  1.       Table  1.   Ge netic  d rift / pa ram e te rs  f or ex pe rim ent  m od el s   Gen etic drif t/p ara m e te rs   Po p u latio n  size,  M  =  2 0  chro m o so m e s   Cro ss o v er  rate,  CR  =  [ 0 .5, 0.9 with   r ate interval 0 .1   Mutatio n  r ate,  M R  =  [ 0 .01 ,0.1 with  r ate interval 0 .01       Fig ure   de picts  the  pro ba bili t ie of  Nsc  m odel   of  ac hieving   gl ob al   optim um   al ph a   α   unde dif f e r e nt   cro ss over  rates   (CR)  an m ut at ion   rates  (C R).  The  perf orm ances  of   Nsc   m od el   wer a bove  a ver a ge  wh e cro ss over  r at e w as   set   in   t he  r ang e  o f  [ 0.5 , 0 . 7],  t he  pro ba bili ti es  of  getti ng   go od f oreca st wer e   re porte abov e   0.6  but  fa fro m   1.   U nd e t he se  CR s,  t he  a bi li ti es  of   t he  m od el   wer e   im pr oved   wh e t he  MR   was   raise to  t he  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Th e s at ur atio n of po pu l ation f it ness  as  sto ppin cri te rio i n gen et ic   algor it hm   ( Fo o Fo ng Ye ng)   4135   range  [ 0.08,  0.1],  ye the   pro bab il it ie we re   sti ll   sli gh tl f urt her  f r om   1.   T he  e ff ect ive nes of  Nsc   in   obt ai nin accurate  f or eca sti ng   res ults  w as  re ported   go od  w he CR   w as  set   hi gh  ( CR =[0 . 8,0.9] ),  the  pro bab il it ie we r e   aver a gely  abo ve  0 . 7 re gardles s of the  MR .           Fig ure   4 .   The   pro bab il it ie s o f  N sc m od el   of  ob ta ini ng g l ob al  o ptim u m   α   unde r   CR =[0 . 5,0.9]   with inte rv al   ra te  0 . a nd MR =[0.0 1,0.1]  w it inte rv al   rate  0.01       The  ra da cha r ts  of   Fig ure  rev eal   the  ca pa bili ty   of   the  Ssc  m od el   under   the  sam gen et ic   dri ft.     The  Ssc  m od el   see m ed  able  to  pro vide   bett er  res ults  than  the  Nsc  m od el   wh e CR   an MR   rates  were  no t   high  (CR= [ 0.5 ,0 . 7],  MR =[ 0.0 1,0.06]) U nde the  sam CR  i nterv al   [ 0.5,  0.7],  the  com pe te ncy  of   t he  m od el  becam app are nt  w he MR   w as  set   ab ove  0.07.  T he  perfor m ances  of  the   Ssc  m od el   we r superi or   w he bo t CR   an MR   wer e   high  (C R= [0 . 8,  0.9]  a nd  MR =[ 0.0 7,  0.1]) t he   pro bab il it ie of   ge tt ing   global  optim u m   so luti on  wer e  a ppr oach i ng 1.           Fig ure   5 The   pro bab il it ie s o f  Ssc  m od el   of   ob ta ini ng g l ob al  o ptim u m   α   unde r   CR =[0 . 5,0.9]   with inte rv al   ra te  0 . 1and  MR = [0.01, 0.1] wit h i nter val r at 0.01     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   Int   J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober   201 9   :   4130   -   4137   4136   Figure  s how   the   com par iso of  S sc  a nd  Nsc   m od el s   pe rfor m ances  under  (a CR = [0. 5,  0.9]  wit interval  rate  0.1  an ( b)  unde MR =[0.0 1,   0.1]  with  inter val  rat 0.01.  From   bo t the  graph ic a l   represe ntati on s the   Ssc   m od e has   dem on st r at ed  trac king   a bili ty   bette th an  t he  Nsc   m od el The   prob a bili ti es   of   t he  S sc  m od el   in  ge ner at i ng  go od  sim ul at ion   m od el   w ere  cl os e   to  1   especial ly   wh e CR wer hi gh  as   sh ow in   Fig ure   6(a) In   Fig ure   6 ( b),  t he  N sc  m od el   was  bette at   the  l ow  m utati on   rat (MR= [ 0.01,  0.02 ] )   bu t   the  prevail ing  c har act erist ic   of  the   Ssc   m od el   em erg ed  wh e MR   was   gr eat er   tha 0.03.  T he  possib il ities   of the  Ssc m odel  h avi ng a  good  forecast   wer e  v e ry close t o 1  when M R was  abov e  0.07.         (a)     (b)     Fig ure   6 Com par is on of  Ssc  and N s c m od el s p e rfor m ances  (prob a bili ti es)    (a)   unde r   CR =[ 0.5,0. 9]  w it i nter val r at 0.1 ;   (b) unde MR =[0.0 1,0.1]  w it inte rv al   rate  0.01       5.   CONCL US I O N   AND REC OM MEN D A TION   Tw resea rch   m od el s,  Nsc  a nd   Ssc   m od el s,  with  diff e rent   app r oac hes  i sto pp i ng   c rite ria  that  ha been  dev el ope a nd  we re  nu m erical ly   te sted   with   f or eca sti ng  sim ulati on T he  Nsc   m od el   ad op te t he   idea  of  set ti ng   the  uppe bo und  for  th fitt est   chrom os om rep et it ion.  I c hrom os om was  de c la red   as  t he  fitt est   of   it gen e rati on  and  as  bein s uccessively   sel ect ed  f or   ge ner at io ns ,   the the  searc hing  process  wou ld  be   te rm inate an d t his c hrom os om e w as  viewe as  the  best s ol ution .   Nonetheless t he  Ssc   m od el   was   desi gn e t a pply   the   c oncept   o f   fitt est   dom inancy.  It  is  a   known   fact  that  the   fit te st  of  each   ge ner at io w ou l ha ve  a   hi gh e pro bab il it in  transm it t ing   t he   ge netic   inf orm at ion .   Gr a dual ly the  popula ti on  w ould   be   dom inate by  the   fitt est ’s  trai t.  If  the   de ns it of  sat ur at io or  degr ee   of  do m inati on   of  the  fitt est   ha reac he the   pr e - def in ed  boun dar ( 4 ) t hen  the  e volu ti on   was  c on s ider e com plete  an t he fit te st of  t he  last  g e ner at io n was  com m end ed  as  the  optim um  so luti on.    In  the   num erical   te st,  it   wa f ound  t hat  t he  Ssc   m od el   was   m or ca pab le ,   the   pro bab il it ie of  ob ta ini ng  glob al   op ti m u m   par am et er  α   we re  f ound   hi gher  tha Nsc   m od el The  N sc  m od el   sho wed  m od erate  perf or m ance  with  l ow   value of  MR   and   CR I ts  com petency  was  sli ghtl i m pr ov e after  the  MR   and   CR   wer r ai sed.     Ge ne rall y,  the  Ssc  m o del  dem on strat ed  bette s kill   in  find i ng   good  so l utio w he MR   and   CR   w ere  not  hi gh.  The  ca pab il it of   t he  Ssc  m od el   boost ed  w hen   CR   a nd  MR   had   bee set   high.   Hen ce it   can  be   con cl uded  t ha the  pro pose sto ppin crit erio ha s   sho w great   im pr ovem ent  in  enhancin g   the  al gorithm   abili ty   in  so lvi ng  the   opti m izati on   pro blem   and  re duci ng  t he  risk  of  pr e m at ur co nver gen c e .   Fo r   f uture  stu dy one  m ay   research   on  the   in flue nce  of  dif f eren gen et ic   operat or i e voluti on .   Th pr opose d   stoppin c rite rion m ay  also b e  test ed  in  o t her fiel ds   of  op ti m iz at ion  s uch as  eng i neer i ng.       REFERE NCE S     [1]   H.  M.  Pand e y ,   e a l. ,   compar at iv re vie o a pproa che to  pr e vent   pr ematur e   c onver gence  in  G A,”   Ap plied  Sof t   Computing ,   vo l.  24,   pp .   1047 - 10 77,   Nov   2014 .   [2]   J.  Zh ang,  e al . ,   Optimization   of  Ac tuators  i Sm art   Truss  Based  on   Gene ti c   Algorit hm s,”   TEL KOMNIK A   Indone sian J our nal  of   Elec tric al   Engi ne ering ,   vol /i ss ue:   10 ( 7 ) ,   pp .   1615 - 1620,   201 2.   [3]   M.  Bolha san a nd  S.  Aza d i,   Para m et er   est imat ion  of  ve hicle  h andl ing  m ode u sing  gene t ic  al g orit hm , ”  S ci en tia   Iranica ,   vo l /i ss u e:   11 ( 1 &2 ) ,   pp.   121 - 127,   2004 .   [4]   K.  Deb,   New  Optimiza ti o Techni ques  in  Eng ine er ing,   in  Stu die in   Fuzzines and   Soft  Com puti ng Spring er ,   Berl in ,   He ide lb e rg,   pp .   13 - 14 20 04.   [5]   J.  Andre,   et   al. ,   An  improvem e nt  of  th stand ar gene t ic   al gor ithm   fight ing  pre m at ure   conv erg e nce   in   continuou opti m iz ation, ”  A dvanc es  in Engi nee ring S o ft war e ,   vo l /i ss ue:   32 ( 1 ) ,   pp .   49 - 60 ,   20 01.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Th e s at ur atio n of po pu l ation f it ness  as  sto ppin cri te rio i n gen et ic   algor it hm   ( Fo o Fo ng Ye ng)   4137   [6]   B.   Benlahbi b ,   e t   al. ,   W ind  Far m   Mana gement  using  Artifi c ia l   Inte lligen T ec h nique s,”   Inte rna ti onal  Journal  o f   El e ct rica and   C omputer  Engi n e ering  ( IJE CE) ,   v ol /i ss ue:   7 ( 3 ) p p .   1133 ,   2017 .   [7]   A.  F.  J.  Al - gbur i,   et   al . ,   An  he te roge n eous  pop ula ti on - b ase g e net i a lgori thm  for  data  c luste ri ng, ”  Indon esian  Journal  of   Elec t rical   Engi ne erin and  Informati c s ,   vol / issue:   5 ( 3 ) ,   pp .   275 - 284 ,   2 017.   [8]   S.  Jangjit  and   P.   La oh ac h ai ,   Para m et er  Esti m at i on  of  Thr ee - Pha se  Induc t ion  Mo tor   b y   Us ing  Ge net i Algori thm,   Journal  of   Elec t rical   Engi ne erin &   Technol ogy ,   vol. 4, no. 3, pp. 360 - 364,   2009.   [9]   H.  Sait o   and   N.  Tsunashima,   Superqua dri cs  par amete esti m atio from   shading  i m age   using  gen e ti al gor it hm ,   i Proce ed ings  of  I ECON’94  - 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