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.   8 , No .   6 Decem ber   201 8 , p p.   4673 ~ 4683   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp 4673 - 46 83          4673       Journ al  h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Hybrid  Gen etic  Algorith m for  Op timizati on of F ood  Compositi on on  Hyperte nsive Pa tient       Ap ri li a Nur  F au z iya h W ay an   Fir daus  M ah mu dy   Facul t y   of  Com pute Sc ie nc e, Br awij a y a   Univ ersi t y Indon esia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Dec  20 , 201 7   Re vised  Ju 16 ,  201 8   Accepte J ul   3 1 , 2 01 8       The   he alth y   foo with  a tt en ti on  of  salt   d egr e is  one  of  th ef fort for  hea l t h y   li ving  of  h y p er te nsive  pa ti en t.  The   eff ort  is  important   for  red uci ng  th e   proba bil i t y   of  h yper te nsion  cha n ge  to  b d ange ro us  disea se.   In  th i stud y ,   th e   food  compos it ion  is  bui ld  with  at t ent ion  nutr it i on  amount,   salt   degr ee,  an d   m ini m um   cost.   The   proposed  m et hod  is  h y brid  m et hod  of  Gene t ic   Algorit hm   (GA and  Vari abl Neighbor ho od  Sear ch  (VN S).  The   three  sce nar ios  of   h y brid   GA - VN S   t y pes  had  b ee n   deve lop ed  in   t his  stud y .   Altho ugh  h y br id   GA   and  V NS   ta ke  m ore   ti m tha pure   GA   or  pure   VN but  t he  proposed  m et hod  give   better   qualit y   of  soluti on.   VN succ essfull y   h el p   GA   avoi ds  pre m at ure   conv erg ence  and  im prove better   so lut ion.  Th shor tc om ings  on  GA   in  loc al   ex ploi tation  and  p remat ur conv er genc is  solved   b y   VN S,  where as  the   sho rtc om ing  on  VNS  tha le ss   ca pa bil ity   in  glob al   expl ora ti on   ca b solv ed  b use  GA   th at ha s   adva n ta g in   gl obal   expl ora ti on .   Ke yw or d:   Food com po sit ion   Hybr i d ga - vns   Hype rtensio n   Copyright   ©   201 8   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 :   Wayan  Fir dau s  Mahm ud y   Faculty  of Com pu te Scie nc e Bra wij ay U niv e rsity ,   Jal an Vet eran  8,  Mal a ng, In done sia .   Em a il wayanfm @u b. ac.id       1.   INTROD U CTION     The  non - com m un ic able  dis ease  on  deca de   of  this  ye ar   beco m the  le adin of   disea se  that  ca us death   in  I ndon esi a.  As   e xam ple  one  of  the   non - c omm un ic a ble  disease  tha has  m any  pati ents  is  hype rte ns io n.  No only   as  non - c omm un ic able  disease  bu al so   hype rtensi on   i m ai fact or   of   cr onic   disease  app ea re d,  su c as  car diovasc ul ar,  ca ncer ,   dia betes,  a nd  re spi rati on   disease  [1 ] This  is  cl ose ly   relat ed  to  the  patte r of  hum an   li fe d ai ly  su ch a s f oo co nsu m ed,  nutrit ion a l st at us , d ie t an ot her   facto rs suc as b l ood pr es s ure,  ob e sit y, an cho le ste r ol a nd  ins ulin r e sist ance  [2 ] .   The  foo co nsum ed  as  one  of  the  facto rs  th at   aff ect   blood  pr e ssure  on  hy per te ns i ve  pa ti ent  if  not   at te ntion   can  c ause  de vel op i ng  da nger ouse  di sease.  O ne  of  the  bloo press ur c on t ro on   hype rtensiv pa ti ent  can b done by con s um ed  foo with less  of  s al t [3 ] . Th is i s caus e co nsum ed  of salt  is  m a in f act or of inc rease   blood  press ur e   an a pp ea c ard i ov asc ular   disease  [ 2].  T her e fore,   co nsum fo od  with   ap propriat nutrit io need an le ss  of salt  d e gree i need e d by  hype rtensive  p at ie nt for co ntr olli ng b l ood p ress ur e   The  cal culat io on  f ood  co m po sit ion   can   be  done  m anu al ly   or   by  software Ma nua ll y,  it  m or diff ic ult  to  cal culat f ood  c om po sit ion   beca us nu t riti ent  am ou nt  m us be  ap pro pr ia te   wi th  nutrit ie nt  ne ed  on   patie nt.  B ut  w it software it   can  be  done  easi er  with   opt i m iz on   searc of   foo c ompo sit io in   ord er  t cl os er  with  nutrit ie nt n ee d on  hype rtensive  pat ie nt [ 4].   Seve ral  te ch niq ue ca be  use for  s olv i ng  f ood  com posit ion   prob le m I wuji,  et   al   [ 5]  im ple m ent  li near   pro gr am m ing   for  s olv i ng   foo com posit ion   pro blem   on   hype rtensi ve   patie nt.  That  researc ser ves   diet  plan   that  fu lf il tolerance  l i m i in  D ASH  diet  nutrie nt  a nd  obat ai c os m ini m um Howev e r   li nea r   pro gr am m ing   m ay  r equ ire hi gh  c om pu ta t io nal tim e [6 ,  7 ] .     Be side  li near   pro gr am m ing   m et hod,   t he  m eta - he ur ist ic   m eth od  ca be  use f or  so l ving  optim iz at ion   pro blem s.  Met a - he ur ist ic   gi ve so luti on  tha cl os er  opti m al high  pe rform ance,  an fl exible  in  rea s on a ble  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   4673   -   4683   4674   tim co m pu ta ti on  [ 8].  On e   of  the  m et a - heu ri sti m et ho ds   is   Ge netic   Algo r it h m   (GA) .   H usse in  [9 ]   us G to   determ ine  i m p or ta nt  featu res   that  hav i nf l uen ce  on  cl ass ifie of  hea rt  at ta ck.   G s uc cessf ully   i m p rove qu al it of   t he  resu lt   cl assifi e bec om 87 % after  t he  prev iou m et ho by   K - Me a ns  on ly   reach  accu r acy   on  68%.  Othe re search  by  Şahm an,   et   al  [10]  i m ple m ent   Gen et ic   al gori thm   in  cost  op tim iz at ion   for  feed   reco m m end at ion   on  poultry   and   cat tl e.  T heir  ap proac giv lo wer   c os than  us in li near   pro gr a m m ing Ra hm an,   et   al   [11]  buil evo l u ti on a ry  al gori thm   fo so l ving  shrim diet  fo rm ulati on   pro blem Their  ap proac can  giv feasi ble  so l utio a nd  they   al so  im pe m ent  wh at - if  sce nar i to   pro ve  that  e voluti onary  m od el   is   rob us t.    Our  previ ou r esearch  [ 4]  i m plem ents  VN fo s olv in f ood  c om po sit ion   pro blem   on   hype rtensi ve   patie nt.  Although  obta in  fea sible  so l ution   and  f ulfill   nutrie nt  nee on  hype rtensive   pa ti ent  and  gi ve   cos t   m ini m u m Ho wev e r,   the  us e ness  of  V NS   sti ll   giv le ss  per f or m ance  on   s earch  the  s olu t ion T hat  was  cause VNS less  of ex pl orat ion capa bili ty .   Seve ral  resear chs  ex plain,  lo cal   m e tho d’s  s hortcom ing   can  be  so l ve by   i m ple m ent  oth er  m et ho that  ha ve  go od  exp l or at io ca pab il it y.  Su c the  resea rch   by   W i j ay ani ngr um et   al   [1 2]  pro po se Hyb r id  G A   and   Sim ulate Anneali ng  ( SA)  f or   s olv i ng   f ood  c om po sit io pr ob le m   on   poultry.  T hat  r esearch  pro pos ed  S A   to  av oid  local   op ti m u m   so luti on  on  GA.  T he   res ult  of  m et h od  pro pose gi ve  bette s olu ti on  tha the  use nes s   cl assic  G A .   Othe seve ral  r esearch [ 13 ] - [ 15 ]   use   G an V NS   f or  im pro ving  pe rform ance  of   sea r ch  so l ution.  The  us ene ss  hybr i G a nd   V NS   had   bee gi ve  outpe rfor m   resu lt   on   se ve r al   researc hs T hat  beca us G ha adv a ntage on   global  exp l orat ion al th ough   the  oth e side   GA   has  sho rtcom ing on   l oc al   exp loit at io an pr em at ur co nver ge nce  [ 16 ] Howe ver,  G A’s  shortc om ing   can  be  so l ved   by  i m ple m ent  l ocal  base al gorithm   so   betwee gl ob al   e xplorati on   a nd  local   e xp l oitat ion   ca be  balance [ 12 ] V NS   is  one  of  the   local   base al gorithm   that  has  ad van at a ge  on  searc hing  local   so luti on  [ 13 ] V NS   e xp l or neig hborh oods   f ro m   current   incum ben s olu ti on  [ 8 ] [ 17] Most  of  the  so luti on  with  op ti m al   value  will   be  us ed   to  getti ng   pro m isi ng   neig hborh ood  so luti on  [17].    In   order   to  ob t ai local   op ti m a,  VNS  m ov fr om   on so luti on   to  oth e so l ution   with  m pl e m ent   local   search   im pr ove m ent.  Wh e opti m u m   loc al   is  detect ed V NS  ca jum ou t   f rom   trap  with  chang e   neig hborh ood  structu re  an f ind   bette s olut ion T her e for VN ca preven opti m iz at ion   proses  fall   into  local   op ti m [ 8].  Be side,  no t   li ke  sing le   so l ution   ba se m et hod  li ke  S A,  Tabu   Searc h,   VNS  not  nee m any  par am et er  an ve ry  sim ple  [4 ] [ 8 ] [ 19] Neig hbor hood  str uctu re  a nd  m ov str at egy  bec om enou gh  par am et er  for  run ning  V NS.  The  a dv a ntage on  G a nd   VNS  can  giv e   adv a ntag es  hy br idiza ti on  G a nd   VNS  [4,  13,   18] .Th e refo re  on  this  researc will   be  do ne  hybri dizat ion   betwee G and   VNS.  The  m et hod  pro po se d wit h t heir  a dv a ntage s is ho ped can   giv bette s ol ution t ha n resul t our  pr e vious  researc h [4 ] .       2.   RESEA R CH MET HO D   On  this  resear ch  a ny  hy br idi zat ion   te ch ni que a re  propos ed  betwee G a nd  V NS ,   there  are  G A   wh ic is   im pr ov ed   by  V NS,  VNS  wh ic is   add e with   G a nd  a no t her  scenari of  hybr i dizat ion  of  GA  V N S   is repr oductio n o n GA i s im pr ov e d by  VNS.     2.1.   So luti on Rep r esent at i on   The  ar rangem ent  of   foo sol ution   is  re pr e sentat ed  with  integer  nu m ber   on  eve ry  their  nu trit ie nt .   In te ger  num ber   re fer  to   in dex  of  foo ds tu ff s   on  f ood  data ba se.  T he  s olu ti on  represe ntati on   is  sho wn  by  Table   1.       Table  1.   So l uiton Re prese ntati on   Ty p e of   m e n u   Breakf ast   Lun ch   Din n er   PK   3   1   2   S   1   3   10   N   2   12   11   H   16   6   3   B   16   18   2 6       Inform at ion :   PK = Staple  f ood     S = Ve getable     N = Plant  sourc e     H = Me at  sou rc e     B = Fr uit   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       Hyb ri d Ge netic  Alg or it hm fo r Opti miza ti on  of F ood  C omp os it ion o n Hy pe rte ns iv e   ... ( A pr il ia Nu r F auziy ah )   4675   Fr om   Table  1,   the  so luti on  co ntain  five  c ompone nts  of   foo d,   the re  are  sta ple  foo d,   ve get ables,  pla nt   so urce,  m eat   s ource  am d   fr ui t.  In it ia gen   on   c ro m os om   is  gen erate r andom ly  with  fu lfil a m ou nt   each   nu t riti ent  com pone nt.  T he  i nt eger   on  foo that  ra ndom ly   gen e rated   m us be  no  m or t han  li m it ation   each   foo am ou nt  t hat  avail able  on  data.  10 data  are  us ed   in  t his  resea rc th a it   sa m with  data  on  our  previo us  researc h [4 ] .     2.2.   Fitness   Func tion   Qu al it of  s ol ution  is  m easur ed   by  fitness   functi on.  The   fitness  functi on  that   will   be   us e on  this  stud is  sam with  the   fitnes f un ct io on  our  previ ou s   res earch   [ 4]  so  th at   the  res ult  of   pure  V NS   a nd   res ult  of h y br idiza ti on  GA an d V NS can  be  c om pared. The  f it ness   functi on is s ho wn on  (1)      = 10000 (            ) +              (1)     The  obj ect i ve  functi on  on  ( 1)  e xp la in   that   the  cal culat io fitness   value  of  s olu ti on   is  do ne  with   cal culat pen al ty   each  of   nutr it ie nt  co m po ne nt  and   c os t.  10 00   is  co nsona nt   nu m ber cost  is  a m ou nt  of  al cost  from   fo odstuff s.  So   t hat  fitne ss  value  is  obta ined  by  div isi on  f ro m   10 00 and   t otal  of  p e nalty   and   c o st  in  each  so luti on.     2.3.   Repr od uc tio n   Re producti on  on  G c onsist ing   c ro ss over   an m utati on Re pro duct io fa se  ai m t producti ng   offsprin g.   In   th is  research   us e   on c ut  po i nt  cro ss over  that  sel ect   cut  po int   rando m ly   and   exch a nge  rig ht   side  and   le ft  side  from   two  par e nt   that  ha bee sel ect ed  ra ndom ly The  m utati on   that  is  us e in  t his  resea r ch  is  reciprocal  e xc ha ng e  m utati on   wh ic is e xc ha ng e  tw in de x t hat h a d bee s el ect ed  in  one  par e nt.     2.4.   Sele ction   Sele ct ion   ai m s   to  sel ect   c rom os o m   that  wi ll   be  us ed   on  popula ti on  ne xt   generati on  de pends   on  it s   fitness  value.  I this  researc h,  us es   el et is m   sel ect ion Eli ti sm   wo rk with   so rti ng   t heir  f it ness  val ue  an th e sel ect  d epe nds  on their  h i gh es t fit ness value   as m uch  as  popula ti on   siz e.     2.5.   Scenari o of h ybri diz at ion  G A and  VNS   The  hy br idiza t ion   sce nar io  G V NS   w hich   is  i m ple m ent ed  in  this  rese arch   will   be  exp la ine on   sever al   s ub  c ha pters .   Brie fly thre sce nar i of   hybri diza ti on   propose on  this  st ud y,  there  a re  GA  VNS  wh ic is  the  th final  so luti on   of   G will   be  i m pr oved  by  V NS furthe rm or on   this  stu dy  will   be  wr it te GA   VNS  I T he  se cond  sce na rio  is  GA  V NS   w hich  is  t he  re pro duct ion   on  GA   will   be  c om bin ed  with  VNS  on   m ul ti ples  of  50th  ge ner at io n,  f ur t her m or will   be  wr it te GA  V NS  I I.  A nd  the   la st  scenari is  V NS   GA  wh ic is  In it ia popu la ti on  of  GA   a re  obta in ed  by  V NS V NS   will   be  r un  as  m uch   as  popu la ti on  siz so   that   giv e a ble s olu ti on s  as m uch  a s  populat ion si z e f or  i niti al  p opulati on  on GA.      2.5.1. GA - V NS I   GA   V NS   m et hod  is  sta rte with  i niti al i ze  GA   pa ram et er  corres pondin with  pa r a m et er  value  wh ic had   bee pre viously   te ste d.   T he n,   G fase   is  r un  r epeate dly  unti te rm inati on   c onditi on  is  f ulfill ed.  Af te final  so l ution   is  f or m ed  from   GA   an then  nex ste is  runn i ng   V NS   that  is  app l ie for  i m pr ovi ng   final   s olu ti on  G A.   V NS   us es  f in al  s olu ti on  GA as i ts i niti al  so luti on. GA  VNS  I   proce dure is s how n by Fi gure  1.                                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   4673   -   4683   4676     PROCE DU RE G A - VNS  I   Inpu :   p o p _ size  :  p o p u latio n  size                g en eration : gen eration  size                Cr             :  c ros so v er  rate  v alu e                M            :   m u t atio n  r ate valu e                K m ak s       : ne ig h b o rh o o d     Pros es:     // Gen erate  initial s o lu tio n  r an d o m l y   a m u ch  as po p _ size   G enerat e ini tial p o pula tion P( t)     t =   WH IL (t <=g ene ra tion)      //Rep rod u ctio n      Cro ss o v er(P ( t) Cr)      M utatio (P (t ) M r)   C(t)  < -   c ros so v er  o f f s p ring m u tat atio n  off sp ring   Ev a lua tion()   Selection   (P( t+1 ))   f ro m  P( t)  and  C(t)   t = t +  1   END W H IL E   curr: GA  f ina l so l ution   //Ap p ly  VNS   Cu rr     GA  f in al so lu tio n   b est cu rr       WH IL k <= K m a k DO      // sh ak in g   curr Cha ng e ( b est, k   bestLo ca l Lo ca l  sea rch ( c urr)      //  m o v e or no t   IF F i tness(bes tLo ca l)  > Fi tness(b es t)  T H EN       Bes   b estLo ca l         EL SE       k +1   END IF   END W H IL E   O utp ut:   b est: th b est so lu tio n  f rom   GA VN S I   END P RO CEDU RE     Figure  1. Pse udoc ode  of  GA - VNS I       2.5.2. GA - VNS II   GA   V NS   II   is  sta rted  with  in it ia li ze   GA   para m et er  li ke  po pu la ti on  siz e,  gen e rati on  siz e,  cro ss ove r   a m m utati on  ra te  that correspondin g wit pa ram et er v al ue  f ro m  G te sti ng. Next ste p,   G is r un   with  firstly   gen e rates  s olu t ion   ra ndom ly Howe ver,  on  the  repr oductio proses VNS   is  ap plied   on   eve ry  m ulti pl es  of   50 t gen e rati on.  V NS   is  a pp li ed  on  s ubset   of   offs pr i ng  f or  sear chi ng  bet te so l ution  ar ound  in div i du  each  popula ti on Sol ution   from   of fsprin G a nd  so l utio f rom   VN in  e ve r offs pr i ng   will   be  eval ua te use   obj ect ive  f unct ion If   G so l ution   is  bette than  s olu ti on  f ro m   VN then   so luti on  is  no t   rep la ced Othe rw ise ,   GA so l utio n w il l be r e placed  by so l utio f r om  V NS . GA  VNS II  pro c ed ure is sh own  b Figure  2.                                 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       Hyb ri d Ge netic  Alg or it hm fo r Opti miza ti on  of F ood  C omp os it ion o n Hy pe rte ns iv e   ... ( A pr il ia Nu r F auziy ah )   4677   PROC EDU RE G A - VNS  II   Inpu :   p o p _ size  :  p o p u latio n  size                g en eration : gen eration  size                Cr             :  c ros so v er  rate  v alu e                M            :   m u t atio n  r ate valu                N_ cr          :  child  nu m b er  on  cr o ss o v er                                    Cr * p o p _ size                N_ m r          :  ch i ld  nu m b er  on   m u ta tio n                                    M *   p o p _ size   Pros es:     // Gen erate  initial s o lu tio n  r an d o m l y   a m u ch  as po p _ size    G enerat e ini tial p o pula tion P( t)     t =   WH IL (t <=g ene ra tion)      //Rep rod u ctio n      Cro ss o v er(P ( t) cr)           if  (genera tion  % 50 )                 Ch ild _ itr = 0                 Wh ile(C hild _ itr  <= N_ cr )                          VNS ()                          if( fit n ess _ cr >  fi tness_ v ns)                               C(t)  < -   s o lu tio n _ cr                          else                               C(t)  < -   s o lu tio n _ v n s                 END  Whil e      M utatio (P (t ) m r )           if  (genera tion  % 50 )                 Ch ild _ itr = 0                 Wh ile(C hild _ itr  <= N_ m r)                          VNS ()                          if( fit n ess _ m r  > f i tness_ v ns)                               C(t)  < -   s o lu tio n _ m r                          else                               C(t)  < -   s o lu tio n _ v n s                 END  Whil e      C(t)  < -   o f f sp rin g  f ro m  cr o ss o v er,  of f sp ring   f ro m   m u tat io n   Ev a lua tion()   Selection   (P( t+1 ))   f ro m  P( t)  dan  C(t)   t = t +  1   END W H IL E   O utp ut:   b est: th b est so lu tio n  f rom   GA VN S I I   END P RO CEDU RE     Figure  2. Pse udoc ode  of GA - VNS  II       2.5.3. VNS - GA   VNS  G m eth od  is  sta rte by  V NS   proc edure  that  is  app li ed   f or   form ing   set   of   s olu ti on.  T he   so luti on  will   be  us ed  on  init ia po pula ti on   of  GA.  Be cause   VN is  sing le   so luti on   based  then  VNS  pro cedure   will   be  rep eat ed  un ti f ulfill   popula ti o si ze.  A fter  i niti al   popula ti on  on  G is   buil t,  G proce dure   is  rep eat e dly r un  un ti l f ulfill  ter m inati on  c ondi ti on . V NS   G A sce nar i is s ho wn b ps e udoc od e  on Fi gure   3.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   4673   -   4683   4678   PROCE DU RE V NS - GA   Inpu :   p o p _ size  :  p o p u latio n  size                g en eration : gen eration  s ize                Cr             :  c ros so v er  rate  v alu e                M            :   m u t atio n  r ate valu e                K m ak s       : ne ig h b o rh o o d     Pros es:    pop =   WH IL (pop< =p o p_ siz e)   curr: Gen erate i n itial so lution ra nd o m ly   //Ap p ly  VNS   best curr       WH IL k <= K m a k DO      //  sh ak in g   curr Cha ng e ( b est, k   bestLo ca l Lo ca l  sea rch ( c urr)      //  m o v e or no t   IF F i tness(bes tLo ca l)  > Fi tness(b es t)  T H EN       Bes   b estLo ca l         EL SE       k +1   END IF   END W H IL E   b est: VNS so lu tio n   END W H IL   All VNS  so lution  best   // in itialize initial  s o lu tio n  o n  GA = V NS so lu tio n   Initia l popu la tion  P ( t) = Al l VN S so l ution   t =   WH IL (t <=g ene ra tion)      //Rep rod u ctio n      Cro ss o v er(P ( t) Cr)      M utato  ( P (t ),   M r)   C(t)  < -   o f f sp ring  f r o m  cr o ss o v er,  of f sp ring  f ro m   m u tatio n   Ev a lua tion()   Selection   (P( t+1 ))   f ro m  P( t)  and  C(t)   t = t +  1   END W H IL E   O utp ut:   b est: th b est so lu tio n  f rom   VNS G A   END P RO CEDU RE     Figure  3. Pse udoc ode  of VN S - GA       3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     In   this  sect ion,   the  resu lt   of   this  stud will   be  ex plained  on  seve ral  severa su b - c ha pters there  are  su 3.1  will   exp la in  a bout  a naly sis  on   GA,  sub  3.2  will   exp la in  a bout  analy sis  on   G V NS   I sub  3.3  will   exp la in  abo ut a naly sis o n GA  VNS II,  and s ub  3.4 wil l exp l ai ab out an al ysi s on VN G A.     3.1.  Gene tic A lgo ri t hm  (G A)   The  par am et er  value  will   be   us on  G te sti ng   a nd   hybi dizat ion   of  G is  dete rm in ed  ba sed  on   te sti ng   that  pr evi ou sly   ha done.   G pa ram et er  value  that  will   b us ed  are  popula ti on   siz e = 100,   gen e rati on = 12 5,   a nd  cr os s ov er  rate = 0.6,  m utati on   rate = 0. 4.   T he  im ple m entat ion   us i ng   GA  on  th is   res earch   giv prem at ur e co nv e r gen ce , t he patt ern o c onve rg e nce is  sh ow n on Fig ure  4.   Figure  sho GA  ca im pr ove  but  after   53th  gen e rati on,  pr em at ur c onverge nce  is  ha pp e ne unti l   la st  gen e rati on  didn’t  giv be tt er  fitness.  P rem at ur conv erg e nce  on   G A   can   be  s olve by  a ddit ion  oth e r   m et ho for  av oid in pr em atu re  c onve rg e nc e.  Fu t her m ore,  on  this  pa pe we  pro po se   hybr i dizat ion   on  G A   with a no t her m et hod wh ic is  will  b e a pp li e d o this  stu dy is VNS.       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       Hyb ri d Ge netic  Alg or it hm fo r Opti miza ti on  of F ood  C omp os it ion o n Hy pe rte ns iv e   ... ( A pr il ia Nu r F auziy ah )   4679       Figure  4. G raph  of co nver gence patt er n on G A       3.2.   GA - V NS  I   The  first  ex pe rim ent  on   this  research   is  co m bin ing   hybr i G with  V NS T he  proce dure  of  GA - VNS  on   this  researc ha be en  desc ribe i sect ion   2.5.1   wh ic is  firstly   GA   is  r un,  a nd   t he  final  s ol ution  GA  is  us ed   asi niti al   so luti on  i VNS.  The   re s ult  f ro m   hybri GA - VN S   I   is   te ste on  10   e xp e rim ents  an giv gr eat er  fitness  than  pure  GA.   The  gr a ph   of  diff e re nce  fitn ess  hybri GA - V NS   an pure  GA   is  s ho wn   i Figure  5.           Figure  5. G raph  of com par iso n betwee n pure  GA a nd h y br i d GA V NS       Althou gh   wh e in  the  end   of  GA   ge ner at io n,   G has  co nver ge nce,  it   ca sti ll   achieve  higher  fitne s s   with  a pp ly in VNS.  From   the  Fig ur sho ws  VNS  ca i m pr ov fitness   of  G final  s ol ution ,   al thou gh  it   m a diff ic ult  to  ach ie ve  beca us gl ob al ly   GA   ha ve  achie ved   hi gh e r   fitne ss  s if  process  on  VNS  can ’t  gi ve   bette r   so luti on  t hen  VNS  ca def e nd  fi nal  so l ution  of  G that  hav e   hi gh  fitne ss,  the   exam ples  is  on  7 th   e xp erim ent  and 8 th   e xperi m ent.     3. 3 GA - V NS  II   The  seco nd  ex per im ent  on   this  research   c om bin es  VN on  G A’ re pro duct ion   a nd   it proce dure  is  descr i bed   i se ct ion   2.5 .2.  Th aim of   GA - VNS  I is  rep a ir  div e rsity   on   so luti on  th rou gh  re pro du ct io n,  they   are cross over  a nd m utati on . T he patt ern o f h ybrid  GA - V NS II’s  fitness  is s how in  Fig ure  6 .     Figure  s how co nver gen ce   is  ha pp e ne on  40 th   ge ner at i on  an 61 st   ge ner at io n.  T he  conve rg e nce  on   40 th   ge ne rati on   can  be  so l ved   with  us VNS.  It  can  ha pp e bec ause   VN is  r un   on  G re produ ct ion   on   50 th   ge ne rati on the refor e it  can  giv e a n e s olu ti on, if  ne so luit on f r om   VNS is b et te t han   pr e vious s olu ti on   from   GA V N will   be   us ed   as  one  of  the   s olu ti on  on  GA  popula ti on  the is  hope it   c an  giv e   m or di ver se   so luti on  on  G popula ti on.  That  is  can  gi ve  infl uen ce  on  n e xt  gen e rat ion   an the c hild  from   GA   m or var ia te  the refo r e co nv e r gen ce   can  be  a vo i de d.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   4673   -   4683   4680       Figure  6. G raph  of f it ness  p at te rn   on  GA VNS  II       The  seco nd  c onve r gen ce   is  ha pp e ne on  61 st   gen e rati on.   The  c onverge nce  was  sti ll   un a voida ble  betwee 61 st   gen e rati on  to  100 th   gen e rati on   beca us th ere  isn ’t  othe r   facto that  c an  gi ve  m or e   var ie so luti on.  T he  conve rg e nce  c an  be  ove rcom in  the  10 0 th   gen e rati on   du to  fact or  of   us VNS  on   G A   reprod uction.   More ov e r,   on  ever offsprin on  c rosso ve r   and  m utati on   is  i m pr oved  by   VN i orde to  ac hieve   bette fitness I m pr ov em ent  with  pure  V NS   is  done  on  50th   gen e rati on   a nd  it m ulti ple  i orde to  doe no t   ta ke  m uch   lo nger  c om pu ta tio nal  ti m e.  I m p rovem ent  on   cro ss over  a nd   m uta ti on   is  show on  Fig ure   and  Figure  8.           Figure  7. G raph  of f it ness  p at te rn   on Cr os s over           Figure  8. G raph  of f it ness  p at te rn   on Mutat i on       Fr om   Figure  an Fi gure  is  sho wn   50 th   and   100 th   ge ner at io on   c ro ss over  a nd  m uta ti on   are   happe ned   im pr ov em ent  of   fit ness  be f or an after  V NS   is   com bin ed.   W i th  new   s olu ti on  from   VN will   be   evaluate betw een  so l utio ns   befor V NS   is   com bin ed  ( off sp ri ng   of   G A)   and   a fter  VNS   is  com bin ed.   Wh e so luti on  from   VNS  is  bette t han  s olu ti on  be fore  VNS  is  c om bin ed,   t he VNS  s olu ti on  will   rep la ce  sol 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       Hyb ri d Ge netic  Alg or it hm fo r Opti miza ti on  of F ood  C omp os it ion o n Hy pe rte ns iv e   ... ( A pr il ia Nu r F auziy ah )   4681   from   of fs pr i ng  on GA.  From  t he gra ph, VN S  can give  im pr ov em ent of f it ness  a nd m or var ie ty  so l utio n.  T hat  is im po rtant  to need  whe c onverge nce is  ha pp e ne d on pr oc ess of  GA.     3. 4 V NS - GA   The  la st  m et ho pr opos e on  this   resea rch  is  hy br idiza ti on  V NS - G A.  This  m et ho pro posed   fi nal  so luti on  of  V N is  us ed  as  ini ti al   so luti on   of   GA T his  m eth od  ai m   to  i m pro ve  qual it of   VNS  final  s ol ution Be cause  G is  popu la ti on  ba sed  an V NS   is  sing le   so lu ti on   based   the VNS  will   be  ru n   tim es  ru ( n   is  popula ti on  siz e)  f or  form ing   init ia so luti on  of  G A.  S t hat  the  i dea  of  hybr i dizat ion   V N G A   on  t his  s essi on   is  fo rm ing   init ia so luti on   fro m   VN with  a   nu m ber   of  po pu la ti on  siz and   t hen   it so l utions  wil be  us e as   GA   i niti al   so lu ti on Howe ver   this  le ads  to  l onge c om pu ta tio nal  ti m since   VNS  has   to  be   processe as  m uch   as  popula ti on   s iz to  pro vid t he  so l utio nee ded   by  G as  the  init ia so luti on O the  te s ti ng   of  VN S - G is   done  with  10  tim es  ru to  m easur perf orm ance  of  V N S - G A.  Fig ure  s how   the  c om par ison   befo re  GA  app li ed  and  aft er  GA   ap plied  on VNS  so l ution.           Figure  9. G raph  of com par iso n betwee n pure  VNS a nd  VNS - GA       Fr om   the  Figu re  9,   with  10  tim es  ru VNS  giv a ve rag of   fitne ss  is  0, 5115 92   an after   i m pr ovem ent  i done  by  G A,  it   can  giv sol ution with  av erag of   fitnes is  0, 8748 28,  that  is  pr oven  VNS   that give  opti m al  so luti on i l ocal area  can  be im pr ove d on  searcin in  g l obal  area  u si ng  GA.   Hybr i GA - V NS   m et ho is  pro po se ca giv foo d   c ompo sit io reco m m end at ion  is  m or op ti m a l   and   a pprop riat with  patie nt  need e d.   The   com par ison   of   fitnes and  ru ti m e   fr om   any  scenario   of   hybri dizat ion o n GA an d V NS i s sho wn b T able 2.       Tabel  2.  T he  Com par ison o f Hybri dizat ion  GA VNS , pure  GA a nd pu r VNS   Metho d   Av erage of   f itn ess   Av erage of   run  ti m ( m s )   VNS   0 ,58 3 2 0 6   1 8 8 9 ,2   GA   0 ,81 7 1 0 6   1 8 9 0 ,3   GA - V NS I   0 ,86 3 2 5 4   3 3 0 6 ,2   GA - V NS I I   0 ,88 9 7 7 6   9 8 4 9 4 ,3   VNS - GA   0 ,87 4 8 2 8   9 8 7 4 3 ,3       Gen e rall y,  ave rag fitness  of   GA   is  higher  t han   a ve rag fitness  of   VNS  on  ou previ ous ly   researc [4 ] From   Tab le   is   sho wn  hybri dizat ion  betwee G a nd  V NS  need  m or com pu ta ti on al   ti m than  ti m e   require on  pu re  V NS   or  pur GA   howe ver  hybr i dizat ion   GA   a n VNS  giv be tt er  qua li ty   of   so luti on  and  fitness.  T his  is  because   hybri di zat ion   us m o re  than  one  al gorithm   tho se  ha adv a ntages  on   local   ex plo i ta ti on  and  gl obal   ex pl or at io s t ha in  it sea rch  process   nee l onge c om pu ta ti on al   ti m bu sti ll   in  reas on a ble  tim e.    Be tween  the  s cenari hy br id iz at ion   G an V NS,  G A - V NS   I gi ve  hi gher  fitness  value  tha ot he r   scenari o.   T hat  is  becau se  GA - V NS   II   has  ad va ntage   on   re pair  s ol ution   a nd   im pro ve  fitness  wh e konver ge nce  i ha pp e ne on  m ulti ples  of  50th  generati on.  Wh e reas  oth e sce nar i su c as  G A - VNS  I functi on  of  V NS   is  only   i m pro ving  agai final  so l ution   of   GA   s that  GA   VNS  m a le ss  con trib ut whe conve rg e nce  is   occ ur e on  pr ocess  of  G A.   Gen e rall y,  G A   VNS  I VNS  s uccesf ully   i m pr ove  final  s olu t ion   of  GA ho wev e r w hen GA  ha d ha ve  s olu ti on  with  high  fitness,   VNS  of te diffi cult ac hieve  bet te so luti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   4673   -   4683   4682   Anothe sce na rio  is  V NS - G A.   O this   ses sion,  G im prov e s olu ti on  f ro m   final  s olu t ion   of  VN S The  c om pu ta ti on al   ti m req ui red   al m os sam with  oth e hybr i dizat ion   sce nar i be cause   VNS  m us be  r un  as   m uch   as  popul at ion   siz e.  Tha is  because   pu re  V NS  gi ve  si ng le   s olu ti on   s that  i or der   to  visible  is  use as   init ia so luti on  of  GA.  In  this   scena rio VNS  can   help  G A   has   init ia po pu la ti on  t hat  not  to ba tha inti al   so luti on  of GA  that is  gen e rat ed ran dom l y.   The  resu lt   of   pro posed   m et ho is  c om par ed  with  our  pr e vi ou s   resea rc [ 4]  w hich  im ple m ents  pure   VNS  on  com po sit io f ood.   The  pro pose m et ho is  te ste with  im ple m ent  pr oble m   case   to  search  com po sit ion   f ood  for  hy pe rte ns ive p at ie nt.  The  pr ob le m   c ase  us e is  sam with  prob le m   case  on   our  pr e vious   researc [ 4]  so  that  the  resu lt   between   our  pr e vious  resea rch   a nd   m et ho pro posed  on  this  research   can  be   com par ed.  The   res ult  with  usi ng   pure  V NS   on  our   pre viou resea rch  an pro posed   m eth od  on  this  res earch   are s how n on  Table  3.       Tabel  3.  T he  d i ff e ren ce  r es ult  betwee n pure  VNS a nd h y br i d GA wit h V N S   Prop o sed   m e th o d   Dif f erence ( %)   So d iu m   ( m ax .  0,8  gra m )   Calo ri   Carb o h id rat   Fat   Protein   VNS   (ou p revio u resear ch )   0 ,27 1 2 5 1   6 ,27 2 3 5   7 ,27 2 3 7 1   6 ,00 7 7 4 8   0 ,17 6 2   GA VN S I   0 ,11 4 1 3 8 5 1   2 ,07 3 5 9 8 1   3 ,03 6 6 1 2 1 6   4 ,04 6 5 5 4 2   0 , 3 3 9 1 6 6 9   GA VN S I I   0 ,54 5 2 3 8 4 7   0 ,95 8 6 9 7 5 8   1 ,45 9 2 5 3   5 ,07 4 6 4 4   0 ,34 2 1 6 6 9   VNS G A   0 , 0 3 5 7 5 6 7   1 , 1133   1 , 5 5 9 9 1   6 , 3 3 8 5 1   0 , 3 6 9 7 6 4       Table  e xp la i ns   that  the  m e thod  of  pure  VNS  in   our  previo us   resea rc act ually   has  giv e res ults   that  no ba be cause  the  di fference  betwee the  res ults  of  optim iz ation   with  total   nu tr ie nts  of   the  re qu i re patie nt  does  not  excee 10 % Alth ough  the   a m ou nt  of  sodium   fr om   pu r VNS  is  le ss  than  hybri G a nd  VNS,  it   is  no ver influe nti al   becau se  it   i within  reas onable  li m it w hich  is  for  thi case  prob le m   the  m axi m u m   a m o un of  sodium   m us be  in  f ood  is  0,8  gram s.  The  res ult  of  pro po se m et ho in  this   stu dy   giv es   m or interest ing   res ult,  that  is  diff e ren c of   nu t rient  am ou nt   between   res ul of   hybri opti m iz at ion   of   G an VNS  with  am ount  of   nu t rients  needed  by  patie nt  le ss  (in   per ce nt).   F or   bette optim izati on   res ults  can  us m or fo od  dat for  m or so luti on   var ia ti on and   t he  am o un of   nu trie nts  produce m or cl os el to  th needs   of the  patie nt' s n ut riti on .       4.   CONCL US I O N   The  pro po s ed  m et ho i this  stud s uccess f ully   so lve  opti m iz at ion   of  f ood  com po sit io prob le m   for   hype rtensive  pa ti ent.  Althou gh   nee lo ng e com pu ta ti onal   tim ho we ve hybri dizat io G a nd   VNS  gi ve   bette re su lt   t han  pu re  G or   pure   V NS.   V NS   s ucces f ully   help  G avo i ds   pr em atu re  co nver gence  an i m pr oves  bette s olu ti on.  T he   shortc om ing on  GA   i l ocal  ex plo it at ion  an easy   t rappe in  pre m at ur conve rg e nce  is   su ccess f ully   so lve by  V NS ,   wherea t he  s hortcom ing   on   VNS  that  le ss   capa bili ty   in  global   exp l or at io ca n be s olv e d by  us GA that  ha s adva ntage  i n glo bal expl or at ion .       REFERE NCE   [1]     W HO ,   Noncommunica ble Diseas es  in  th South - Ea st Asia   Reg io n India:  WHO   Press,   2011.   [2]     W CF ( W orld  Canc er  Rese arc h   Fund  Inte rna ti o nal NCD   Alli ances,  The   li n bet wee food  nutri ti on ,   diet  an non - comm unic abl d isea ses , 2 nd   edition  O ct obe 2014.   Availabl a t:  htt p: // ww w. wcrf. org   [3]     Am eri ca Hea r As socia ti on ,   Understa nding  and  Mana gin High  Blood  Press ure ”,   20 14.   Availabl at:   htt p://ww w.he art.org .   [4]     Fauziy ah ,   A.N  Mahm ud y ,   W . 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