I AE I nte rna t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   7 ,   No .   2 J u n e   201 8 ,   p p .   78 ~ 8 2   I SS N:  2252 - 8938 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ai. v 7 . i2 . p p 78 - 8 2           78       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JA I   Ag e Cons traints   Effec tivenes s o n   t he   H u m a n  Co mm unity Ba sed  G ene tic  Alg o rith m   ( H CBG A)       Na g ha m   A.   Al - M a di 1 ,   A m na h A.   E l - O ba id 2   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,   A lza y to o n a h   P riv a te Un iv e rsit y ,   Am m a n ,   Jo rd a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A p r   7 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma y   19 ,   2 0 1 8       In   th is  p a p e r,   w e   u se   u n d e r - a g e   c o n stra in ts  a n d   a p p ly   it   to   th e   T ra v e li n g   S a les m a n   P r o b lem   (T S P ).   V a l u e a n d   re su lt c o n c e rn in g   t h e   a v e ra g e a n d   b e st  f it o f   b o th ,   th e   S im p le  S tan d a rd   G e n e ti c   A lg o rit h m   (S GA ),   a n d   a n   im p ro v e d   a p p ro a c h   o f   G e n e ti c   A l g o rit h m n a m e d   Hu m a n   Co m m u n it y   Ba s e d   G e n e ti c   A l g o rit h m   (HCB GA a r e   b e in g   c o m p a re d .   Re su lt f ro m   th e   T S P   tes t   o n   H u m a n   Co m m u n it y   Ba se d   Ge n e ti c   A lg o rit h m   (HCB GA a re   p re se n ted .   Be st  f it   so lu ti o n to w a rd slo w in g   th e   c o n v e rg e n c e   o f   so lu t io n i n   d if fe re n p o p u lati o n o f   d if f e r e n g e n e ra ti o n s h o w   b e tt e re su lt s   in   th e   Hu m a n   Co m m u n it y   B a se d   G e n e ti c   A lg o rit h m   (HCB GA th a n   th e   S im p le  S tan d a rd   G e n e ti c   A lg o rit h m   (S GA ).   K ey w o r d :   Ag co n s tr ain t s   Hu m an   co m m u n it y   b ased   g en et ic  alg o r it h m   ( H C B G A )   T r av elin g   s ales m a n   p r o b lem   ( T S P )   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nag h a m   A .   A l - Ma d i ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce   a n d   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   A lza y to o n a h   P r iv ate  Un iv er s it y ,   Am m an ,   J o r d an .   E m ail:  Na g h a m . a @ z u j . ed u . j o       1.   I NT RO D UCT I O N   Gen etic   alg o r it h m s   ar u s ed   to   s o lv e   s e ar c h   a n d   o p ti m iza tio n   p r o b le m s   [ 1 ] .   I n   t h ea r l y   1 9 6 0 s ,   1 9 7 0 s   an d   1 9 8 0 s   J o h n   Ho llan d   an d   h is   s tu d e n ts   d ev e lo p ed   th ese  k i n d s   o f   al g o r ith m s   [ 2 ] ,   [ 5 ] ,   [ 6 ] ,   [ 8 ] ,   [ 9 ] T h ese  s ea r ch   tech n iq u e s   s o lv h ar d   co m p lex   p r o b le m s   i n   v ar io u s   d is cip li n es,  a n d   th e y   r el y   m ai n l y   o n   th e   b io lo g ical  p r o ce s s   o f   e v o l u tio n   [ 3 ] ,   [ 5 ] ,   [ 8 ] .   A s   m atter   o f   f ac t,  Gen etic   A l g o r ith m s   ( G A s )   ar r o u tin e s   w h ic h   co u ld   m a n a g s e lf - ad o p tio n ,   s a m a s   n eu r al   n et w o r k s .   T h e y   m i m ic  n at u r i n   w a y   t h at   th e   s u r v i v al  o f   t h e   f itte s is   to   p r o v id n e w   g e n er atio n s ,   o f   ap p r o x i m ate  s o l u tio n s   [ 5 ] ,   [ 8 ] .   A d d itio n all y ,   g en et ic  alg o r it h m s   ( GAs)  w o r k   w i th   v ar io u s   ele m en t s   “in d i v id u al s   ea c h   ele m en i s   r ef er r ed   to   c h r o m o s o m e   o r   g e n o t y p e.   f it n es s   s co r is   a s s i g n ed   to   ea ch   i n d iv id u al  r ep r esen ti n g   p o s s ib le  s o l u tio n ,   to   g i v en   p r o b lem   [ 1 ] - [ 3 ] ,   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   I n   s o lv in g   ac ad e m ic  p r o b le m s   Ge n etic  Alg o r it h m s   ( G As )   w er f ir s u s ed .   T h ese  p r o b lem s   ar s u c h   as  t h tr av eli n g   s ale s m a n   p r o b lem   a n d   t h 8   Q u ee n s   p r o b lem   [ 3 ] ,   [ 5 ] ,   [ 6 ] ,   [ 9 ] .   Yea r s   later ,   Gen etic   A l g o r ith m s   ( GAs)  in cr ea s ed   t h eir   ap p licatio n s   to   o p ti m ize  m a n y   t y p es  o f   co m p le x   p r o b le m s   s u c h   as  t h co m p le x   s ch ed u lin g   p r o b le m s ,   s p atial  l a y o u t,  an d   m an y   o th er   p r o b lem s   t h at  ar h ar d   to   ef f icien tl y   s o lv [ 7 ] .       2.   T H E   T RAV E L I N G   SA L E S M AN  P RO B L E M   ( T SP)   On o f   t h m o s i m p o r tan co m b i n ato r ial  p r o b lem s   is   t h tr av eli n g   s a les m a n   p r o b lem   ( T SP ) .   T h is   p r o b lem   is   s i m p le  to   d ef i n [ 2 4 ,   [ 2 5 ] - [ 2 7 ] .   I is   s tated   as  an   NP - h ar d   o p ti m izatio n   p r o b lem .   I n   t h i s   p r o b lem   n   cities  m u s b v i s ited   b y   s a les m a n ,   s tar ti n g   f r o m   o n o f   th e m   p ass i n g   th r o u g h   ea ch   ci t y   o n l y   o n ce ,   a n d   r etu r n i n g   to   th f ir s t c i t y .   T h co s t is g iv e n   f o r   th j o u r n e y .   F in all y ,   th m i n i m u m   co s t is r e q u ir ed   to   s o lv th is   p r o b lem   [ 2 3 ] ,   [ 2 8 ] - [ 3 0 ] .   T h T r av elin g   Sales m a n   P r o b lem   ( T S P )   is   d eter m i n ed   as  f o llo w s Gi v e n   N   cities,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       A g C o n s tr a in ts   E ffective n e s s   o n   th Hu ma n   C o mmu n ity  B a s ed   ( N a g h a A .   A l - Ma d i )   79   k n o w n   as  n o d es,  d is ta n ce   m atr i x   w h er e,   D [ d ij ] ,   co n s is ts   o f   t h d is tan ce   b et w ee n   ci t y   an d   cit y   j   [ 2 4 ] ,   [ 2 8 ] ,   [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ] .   I n   an   atte m p to   f i n d in g   n ea r   o p tim al  s o lu tio n s   f o r   NP - h ar d   p r o b lem s t h T r av elin g   Sales m an   P r o b lem   ( T SP )   is   co n s id er ed   s tan d ar d   b en ch m ar k   p r o b lem   f o r   co m b i n ato r ial  m et h o d s   [ 2 9 ] .   I p r o v id es  s tan d ar d   o p ti m izatio n   te s t b ed ,   to   f in d   n ea r   o p ti m u m   s o l u tio n s   to   NP - h ar d   p r o b lem s   [ 1 ] ,   [ 31 ] ,   [ 36 ] ,   [ 3 8 ] .   T h tr av elin g   s ales m a n   p r o b le m   ( T SP )   is   ca lled   Sy m m etr ic  T SP   ( Stan d ar d ) ,   if   th co s b et w ee n   an y   t w o   ci ties   ar eq u al  in   b o th   d ir ec tio n s ,   t h i s   m ea n s ,   t h d is tan ce   f r o m   cit y   to   cit y   j   is   t h s a m a s   t h d is ta n ce   f r o m   cit y   j   to   cit y   i.  Ot h er w i s e,   th T r av eli n g   Sales m a n   P r o b lem   ( T SP )   is   to   b k n o w n   as  an   As y m m etr ic   T SP ,   w h ic h   m ea n s   th a th d is tan ce   b et w ee n   cit y   to   cit y   j ,   d if f er s   th a n   t h d is tan ce   f r o m   cit y   j   to   city   [ 2 4 ] ,   [ 2 7 ] ,   [ 3 1 ] .   T o   s o lv th tr av eli n g   s ales m a n   p r o b lem   ( T SP )   th er ar t w o   alter n ativ ap p r o ac h es.  Fir s t ,   is   to   f i n d   its   s o l u tio n   a n d   tr y   p r o v in g   it s   o p tim al it y ,   w h ic h   ta k es  lo n g   p er io d   o f   ti m e.   | Seco n d ,   to   f in d   an   ap p r o x i m ate   s o lu tio n   in   s h o r t p er io d   o f   tim [ 2 7 ] .   A p p l y in g   t h e   T r av elin g   Sa les m an   P r o b lem   u s i n g   m et h o d s   f r o m   m an y   s p ec if ic   ar ea s   m o s tl y   b ased   o n   s ea r ch   h eu r i s tic  m eth o d s   s u c h   as  lo ca s ea r ch   [ 3 4 ] ,   [ 3 6 ] ,   s i m u lated   a n n ea lin g   [ 3 2 ] ,   [ 3 7 ] ,   tab u   s ea r c [ 3 3 ] ,   [ 3 7 ] ,   n eu r al  n et w o r k s   [ 3 2 ] ,   [ 3 5 ] , an d   g en et ic  al g o r ith m s   [ 3 4 ] ,   [ 3 8 ] .   A ctu al l y ,   th er ar w id ap p licatio n s   o f   t h e   T SP ,   s u ch   as,  tr a f f ic  r o u te,   co m p u ter   ca b li n g ,   r o b o t c o n tr o l a n d   m a n y   o t h er s   [ 2 5 ] ,   [ 2 7 ] .       3.   M AT E RIAL S AN M E T H O DS   I n   th s elec tio n   p ar i n   t h Si m p le  S tan d ar d   Gen et ic  A l g o r ith m   ( SG A )   t h er ar n o   co n s tr ain ts .   T h Si m p le  Sta n d ar d   Gen eti A l g o r it h m   ( SG A )   w o r k s   r an d o m l y   [ 1 1 ] .   Du to   th i s   r an d o m n e s s ,   m a n y   r esear ch es  ar w o r k i n g   to   tack le  th i s   p r o b lem   b y   d esi g n i n g   s tr u c tu r ed   p o p u latio n   an d   p u ttin g   s o m co n s tr ain ts   to   co n tr o th in d i v id u al s   i n ter ac tio n   [ 1 1 ] .   I n   t h last   f e w   y ea r s   m a n y   t y p es  an d   m o d els  o f   G A s   ap p ea r ed   s u ch   as   t h C el lu lar   G A   [ 1 1 ] ,   I s lan d   G A   [ 1 2 ] ,   P atch w o r k   G A   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] ,   T er r a in - B ased   G A   [ 1 5 ] an d   r elig io n - B ased   G A   [ 1 6 ] .     3 . 1 .     Cellula G As ( CG A)   A   d i f f u s io n   m o d el  o f   t w o - d im en s io n a g r id   i n   w h ich   ea c h   in d iv id u al  i n ter ac ts   w i th   a n o t h er   b y   it s   d ir ec n eig h b o u r   [ 1 7 ] ,   [ 1 1 ] .   T h Ge n etic  Alg o r it h m   is   d esi g n ed   as  a   p r o b ab ilis tic  ce llu lar   au to m atio n   in   th is   t y p o f   G A s .   T h ese   in d i v id u als   w ill  b d i s tr ib u ted   o n   g r ap h   w h ic h   i s   co n n ec ted   to g et h er ,   h a v i n g   n eig h b o r h o o d   o f   s o m g e n etic   o p er ato r   to   w o r k   w i th .   T h is   t y p o f   G A s   i s   d esig n ed   as  p r o b ab ilis tic  ce llu lar .   s el f - o r g an izin g   s ch ed u le  i s   ad d ed   to   r ep r o d u ce   an   o p er ato r   [ 1 8 ] .   T h in d iv id u al  w h ic h   c an   i n ter ac w i th   it s   i m m ed iate  n ei g h b o r s   ca n   o n l y   b h eld   in   th ce ll.     3 . 2 .     T er ra in - ba s ed  G ( T B G A)   I n   co m p ar is o n   b et w ee n   th T er r ain - b ased   G A   ( T B GA )   an d   th C ell u lar   G A   ( C G A ) ,   th f ir s s h o ws   m o r s el f - t u n i n g   m o d el  in   w h ic h   m a n y   co m b i n atio n   p ar a m eter   v al u e s   w ill  b lo ca ted   in   d if f er e n p h y s ica l   lo ca tio n s   an d   b etter   p er f o r m a n ce   w it h   less   p ar a m e ter   tu n in g   th a n   t h s ec o n d   [ 1 5 ] .   A ev er y   g e n er atio n   ea ch   in d iv id u al  s h o u ld   b p r o ce s s e d ,   an d   t h m ati n g   w i ll  b s ele cted   f r o m   t h b est   o f   f o u r   s tr i n g s ,   lo ca ted   ab o v e,   b elo w ,   lef t,  r i g h t.     3 . 3 .     P a t chwo rk   M o del   Kr in k   [ 1 3 ]   in tr o d u ce d   th is   m o d el  w h ic h   co n s is t s   o f   s e v er al  id ea s   m er g ed   to g et h er   f r o m   ce ll u lar   ev o lu tio n ar y   alg o r it h m s ,   is la n d   m o d el s ,   an d   tr ad itio n al   e v o lu tio n ar y   alg o r it h m s .   Her th e   g r id   is   a   t w o   d i m en s io n al   g r id   o f   f ield s ,   e ac h   f ield   ca n   h av e   f i x ed   n u m b er   o f   i n d iv id u als.   T h p atch w o r k   m o d el  i s   co n s id er ed   s el f - o r g an ized ,   s p atial  p o p u latio n   s tr u c tu r [ 1 9 ] .   I n   GA  p o p u latio n ,   i n   o r d er   to   allo w   s el f - ad ap tatio n ,   p atc h w o r k   m o d el   is   u s ed   as  b ase.   I c o n tain s   g r id   w o r ld   an d   s o m in ter esti n g   ag e n ts .   I n   m o d ell in g   b io lo g ical  s y s te m s   t h p atch w o r k   m o d el  is   co n s id er ed   as a   g en er al  ap p r o ac h .     3 . 4 .     I s la nd   M o dels   I s lan d   m o d els  ar co n s id er ed   f a m il y   o f   m o r ad v an ce d   m o d els  o f   ev o lu tio n ar y   al g o r ith m s   ( E A s )   [ 2 0 ] .   T h ese  m o d els  w h er d ev elo p ed   in   o r d er   to   s o lv m o r co m p le x   p r o b le m s   w h ic h   ar i n cr ea s i n g   r ap id l y .   Her th in d iv id u als  ar d iv id ed   in to   s ec tio n s .   W ca ll  ea ch   s ec tio n   s u b p o p u latio n   w h ic h   is   r ef er r ed   to   as  an   is lan d .   T h ese  is lan d   m o d els  a r ab le  t o   s o lv p r o b lem s   in   b etter   p er f o r m a n ce   th a n   s ta n d ar d   m o d els  [ 1 8 ] T h er is   s p ec if ic  r elatio n   b et w ee n   is la n d s   t h r o u g h   s o m e   ex ch a n g o f   s o m in d i v id u a ls   b et w ee n   is la n d s .   T h is   p r o ce s s   is   ca lled   m i g r atio n th is   is   w h at  i s lan d   m o d el s   ar f a m o u s   o f ,   an d   w it h o u th e s m ig r at io n s ,   ea c h   is lan d   is   co n s id er ed   as a   s et  o f   s ep ar ate  r u n .   T h er ef o r m ig r a tio n   is   v er y   i m p o r ta n [ 2 0 ] ,   [ 2 2 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  7 ,   No .   2 ,     J u n e   20 1 8   :   7 8     8 2   80   3 . 5 .     Relig io n - B a s ed  E M o del ( RB E A)   T h is   m o d el  h as  r elig io u s   co n ce p in tr o d u ce d   b y   R e n T h o m s en   et  al.   T h R elig io n - B ased   E Mo d el  ( R B E A )   attr ac t s   n e b eliev er s   to   r eli g io n   w h ic h   p u ts   m o r co n tr o t h a n   o t h er   m o d el s   s u c h   as   ce llu lar   E A   an d   t h p atch w o r k   m o d els  [ 1 6 ] .     3 . 6 .     H um a n Co mm u n it y   B a s ed  G e net ic  Alg o rit h m   ( H CB G A)   T h p r o ce s s   o f   m ati n g   i n   h u m an   co m m u n i t y   i s   n o r m all y   c o n d u cted   th r o u g h   m ar r iag e.   M ar r iag es i n   m o s co m m u n ities   allo w   an   el ig ib le  m ale  a n d   f e m ale  to   f o r m   f a m il y .   As  s u ch ,   H C B GA  h as  m ar r ia g as  th e   n e w   e n h an ce m e n b esid es   g e n d er   s e g r eg atio n   a n d   b alan ce d   p o p u latio n   f r o m   t h p r ev i o u s   e n h a n ce m e n ts .   So cial  co n s tr ain t s   ap p lied   to   th is   n e w   ap p r o ac h   w er e   af f e ctiv e.   Fig u r 1   s h o w s   th e   m o d el  o f   t h h u m a n   co m m u n it y   b a s ed   Gen etic  A l g o r ith m   ( H C B G A )   [ 6 ] .           Fig u r 1 .   T h T o tal  A v er ag o f   1 0   r u n s   ea c h   b et w ee n   SG A   &   i m p r o v ed   H C B G A   w it h   Sev e n       Fig u r 2 .   T h T o tal  A v er ag o f   B est f i ts   o f   1 0   r u n s   ea ch   b et w ee n   SG &   I m p r o v ed   HC B GA   w i th   s ev e n   cities       3 . 7 .     Chro m o s o m Repre s e n t a t io n in t he  I m pro v ed  H CB G A   A cc o r d in g   to   t h H u m an   C o m m u n it y   B ased   Ge n etic  Alg o r ith m   ( HC B G A )   [ 6 ] ,   w h ic h   i s   b ased   o n   n atu r e   an d   s o cial  s e lectio n ,   a u th o r s   i m p r o v t h H C B G A .   T h is   is   d o n b y   u s in g   th e   u n d er - ag e   as  co n s tr ai n t s   o n   p r o p o s in g   m ar r iag e s   b et w ee n   m a les  a n d   f e m ales  as  in   th r ea h u m a n   co m m u n i t y   li f e.   As  s u ch ,   a n   attr ib u te  is   g i v e n   to   ea ch   in d iv id u al  i n   th p o p u latio n   s p ec i f y in g   its   s e x   w h et h er   m ale  o r   f e m ale.   I n   ad d itio n ,   b ein g   i n   t h s a m s o ciet y -   a s   th p o p u latio n   i s   d iv id ed   in to   s u b g r o u p s   o r   is lan d s -   i s   d ep en d ab le  co n s tr ai n f o r   r ec o m b i n atio n .   T h p r o b lem   o f   a g is   co n s id er ed   also   b y   a d d in g   an   at tr ib u te  f o r   th ag e.   T h ag attr ib u te  tak es  t h r ee   v al u es y o u th ,   p ar en t,  an d   g r a n d p ar en t.  I n   ad d itio n ,   n e w   r estrictio n   o f   a g is   a d d ed ,   as  s u ch   an y   in d iv id u al  less   t h an   1 5   is   n o elig ib le  to   b s elec ted .   Th is   c h r o m o s o m r ep r esen ta tio n   ( th p r esen ce   o f   f at h er   an d   m o th er   p o in ter s )   w ill  k e ep   all  f a m il y   r elatio n s   w h ich   d iv id es  th s u b g r o u p s   in to   Dir ec ted   A c y clic   Gr ap h   ( DA G) .   A ll  t h s ta n d ar d   o p e r atio n s   in   t h G A   w ill  b ch an g ed   i n   o r d er   to   a d d   r estrictio n s   o n   ea ch   o p er atio n   in clu d i n g So c ial  co n s tr ai n ts   s u c h   as  t h Ma le/ Fe m ale  ' o p er ato r '   an d   u n d er - a g e   r estrictio n s   w i ll  b ad d ed   in   th s elec tio n   p ar w h ich   w il r estrict  ch o o s in g   t wo   d if f er en co u p les.   I n   ad d itio n   th B ir th   o p er ato r   w h ic h   is   g en er ati n g   n e w   p o p u latio n ,   a n d   th Dea t h   o p er ato r   w h ich   w i ll d is ca r d   th w o r s e   in d iv id u als.     3 . 8 .   T he  ( H CB G A)   M et ho d   I n itiall y ,   t h f ir s i n d iv id u al  is   s elec ted   r a n d o m l y   f r o m   th e   p o p u latio n   ac co r d in g   to   its   g r o w n u p   ag e -   th is   w ill  b th f ir s p ar en t.  I n   ad d itio n   to   th f ir s p ar en t s   t y p ( w h et h er   m a le  o r   f e m ale) ,   th n o r m a ag e   o f   m ar r iag s h o u ld   b s atis f ie d ,   ac co r d in g l y ,   th s ec o n d   p ar en w ill  b ch o s en   s u c h   t h at  it  is   th o p p o s ite  t y p e   o f   th f ir s p ar en in   ad d itio n   to   its   r estricte d   g r o w n u p   ag e.   T h is   p r o ce s s   is   r ep ea te d   f o r   a   n u m b er   o f   in d iv id u als   cr ea ti n g   t h i n itial   p o p u latio n .   Ne x t   co m e s   t h s tag es   o f   s elec t io n   a n d   cr o s s o v er ,   b r in g i n g   u p   t w o   n e w   ch i ld r en   o r   o f f s p r i n g s .   R ep ea tin g   t h is   f o r   n u m b er   o f   co u p les  s ec o n d   p o p u latio n   w ill  b g e n er ated .   Ag ai n ,   t h p r ev io u s   p r o ce s s   is   r ep ea ted   u n t il   t h m a x i m u m   n u m b er   o f   g e n er atio n s   i s   r ea c h ed .   ( T h n ex m ai n   i m p o r tan t t h i n g   i s   th at  t h t w o   in d iv id u als  m u s n o t sh ar t h e   s a m p ar en t s ) .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   t h is   r esear ch   w e   h a v u s ed   th e   T r av elin g   s ales m a n   P r o b le m   ( T SP )   to   test   th e   i m p r o v ed   Hu m an   C o m m u n i t y   B ased   Ge n etic   Alg o r ith m   ( H C B G A )   o f   [ 6 ] .   W also   u s ed   i as  a   test   o n   th S i m p le  Sta n d ar d   Gen etic  A l g o r ith m   ( SG A )   i n   o r d er   to   c o m p ar b et w ee n   b o th   alg o r i th m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       A g C o n s tr a in ts   E ffective n e s s   o n   th Hu ma n   C o mmu n ity  B a s ed   ( N a g h a A .   A l - Ma d i )   81   A   p o p u latio n   s ize  o f   3 5 0   w it h   s ev e n   cities  a n d   r an d o m l y   s e lecte d   o n e - p o in cr o s s o v er   ar u s ed   in   a   p r o ce s s   th at  is   b o th   s tan d ar d   an d   s i m p le  [ 3 9 ] .   A   r an d o m   i n te g er   ( cr o s s o v er   p o in t)   an d   cr o s s o v er   r ate  o f   5 %   ar ch o s en   ac co r d in g   to   th m ax i m u m   len g t h   o f   th c h r o m o s o m i n   th m o d el.   T h is   is   th p lace   in   th e   ch r o m o s o m at  w h ic h ,   w it h   p r o b ab ilit y ,   t h cr o s s o v er   w ill  o cc u r .   I f   th cr o s s o v er   d o es  o cc u r ,   th e n   th b its   u p   to   th r an d o m   in teg er   o f   th e   t w o   c h r o m o s o m e s   ar s w ap p e d .   T h m u tatio n   o f   s o lu t io n   is   r an d o m   c h a n g e   to   g en v al u [ 3 9 ] [ 4 0 ] .   A f ter   s ev er al  e x p er i m e n ts   o f   d i f f er en m u tatio n   r ates,  t h m o s s u itab le  m u tat io n   r ate  is   0 . 0 4 .   T h s elec tio n   m et h o d   u s ed   is   th e   r o u lette  w h ee l.  T h n u m b er   o f   g e n er atio n s   is   1 0 0 .   T h i m p le m en ta tio n   p ar w a s   p r o g r a m m ed   i n   C #   ( C   S h ar p )   L an g u a g Ver s io n   ( 5 . 0 )   o n   P en tiu m   4 ,   HP - C o m p aq   lap to p .   B y   ap p l y in g   t h T r av elin g   Sa l es m a n   P r o b lem   ( T SP )   o n   b o th   th S i m p le  Stan d ar d   Gen e tic  A l g o r ith m   ( SGA )   a n d   o n   t h i m p r o v ed   Hu m a n   C o m m u n it y   B ased   Ge n etic  Alg o r it h m   ( HC B G A )   [ 6 ]   w ca n   co m p ar t h e   p er f o r m a n ce   o f   b o t h   al g o r ith m s .   T h f o llo w i n g   co m p ar i s o n s   b elo w   w ill   s h o w   t h at   t h c o n s tr ain ts   p u t   o n   th e   i m p r o v ed   n e w   H u m a n   C o m m u n i t y   B ased   Ge n etic  A l g o r ith m   ( HC B G A )   g av b etter   p er f o r m a n ce   to   SB G th an   t h Si m p le  Sta n d ar d   Gen etic  A l g o r i th m   ( SG A )   w h ich   d ep en d s   m ai n l y   o n   it s   r an d o m n es s   i n   f i n d in g   t h b est  f it  s o lu t io n .   I is   s h o w n   t h at  in   t h i m p r o v ed   Hu m an   C o m m u n i t y   B ased   Gen etic  Alg o r ith m   ( HC B G A )   th a v er ag co n v er g to w ar d   t h o p ti m al  s o lu t io n   b etter   t h a n   t h Si m p le  Sta n d ar d   Gen eti A l g o r ith m   ( S G A ) ,   an d   th b es f it  v alu e s   i n   t h i m p r o v ed   Hu m a n   C o m m u n it y   B ased   Gen etic  A l g o r it h m   ( H C B G A )   also   s h o b etter   f in d i n g s   o f   b est  f it v a lu es in   co m p ar is o n   to   th b asic   Si m p le   Sta n d ar d   Gen etic.   I n   th f o llo w in g   F i g u r es  w ca n   s ee   t h co m p ar ativ r es u lts   o f   ap p l y i n g   th T r av elin g   Sales m an   P r o b lem   ( T SP )   o n   b o th   th Sim p le  Stan d ar d   Gen etic  A l g o r ith m   ( SG A )   a n d   th i m p r o v ed   Hu m an   C o m m u n it y   B ased   Gen etic  A l g o r it h m   ( HC B G A ) .   Fi g u r e 1   an d   2   s h o w   t h at  t h a v er ag o f   t h i m p r o v ed   H u m a n   C o m m u n i t y   B ased   Gen etic  A l g o r ith m   ( HC B G A )   h a s   b etter   p e r f o r m a n ce   th a n   th Stan d ar d   Gen etic   A l g o r ith m   ( SG A )   to w ar d s   th e   m in i m u m .   I n   ad d itio n ,   th e y   s h o w   b etter   f i n d in g   o f   b est  f it  s o lu tio n s   f o r   th e   i m p r o v ed   Hu m a n   C o m m u n it y   B ased   Ge n etic  A l g o r it h m   ( H C B G A )   t h an   th Stan d ar d   Gen et ic   A l g o r ith m   ( SG A ) .       5.   CO NCLU SI O N   T h T r av elin g   Sale s m a n   P r o b le m   is   u s ed   as  test   f u n ctio n   to   co m p ar r esu lts   o f   b o th   t h Si m p le   Stan d ar d   Gen et ic  A l g o r ith m   ( SGA )   a n d   an   i m p r o v ed   ap p r o ac h   f o r   s tr u ct u r ed   p o p u latio n   o f   G A   ca lled   t h e   Hu m an   C o m m u n it y   B ased   Gen e tic  A l g o r ith m   ( H C B G A )   [ 6 ] .   T h ev alu atio n   co n clu d ed   b ased   o n   th an al y s i s   r esu lt s   th at  t h i m p r o v ed   Hu m an   C o m m u n i t y   B ased   Gen e tic  A l g o r ith m   ( HC B G A )   is   b etter   in   ter m s   o f   b est   f i n d in g   as  s h o w n   in   o u r   g i v e n   r esu lts   t h a n   th Si m p le  Sta n d ar d   Gen etic  A l g o r ith m   ( SG A ) .   T h Av er ag o f   th i m p r o v ed   Hu m a n   C o m m u n i t y   B ased   Gen etic  A l g o r ith m   ( H C B G A )   is   tr y i n g   to   co n v er g to w ar d s   t h e   m i n i m u m   d esp ite  its   r estricte d   co n s tr ain t s   to   th b est  v al u es.   I n   ad d itio n ,   th f i n d in g s   o f   t h b est  s o lu tio n s   o f   b est  f it  v al u es  ar in   b etter   co n d itio n   in   th i m p r o v e d   Hu m a n   C o m m u n i t y   B ased   Gen etic  Alg o r it h m   ( HC B GA )   t h a n   in   t h Si m p le  Stan d ar d   Gen etic   A l g o r ith m   ( SG A ) .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   th a n k   AL - Z a y to o n a h   P r iv ate  Un i v er s it y   f o r   its   s u p p o r t o f   th is   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Be a sle y ,   D.,   Bu ll ,   D.  R. ,   M a rti n ,   R.   R . ,   1 9 9 3 ,   An   O v e rv iew  o Ge n e ti c   Al g o rith ms P a rt1 ,   R e se a rc h   T o p ics .   Un iv e rsit y   Co m p u ti n g   1 5   (2 ):  5 8 - 69.   [2 ]   Ho ll a n d ,   H.  J.,   1 9 9 2 ,   Ad a p ta ti o n   in   Na t u ra a n d   Arti fi c ia S y ste ms An   In tro d u c t o ry   An a lys is  wit h   Ap p li c a ti o n to   Bi o lo g y ,   C o n tr o a n d   Arti fi c i a I n telli g e n c e .   M IT   P re ss ,   Ca m b rid g e ,   M A ,   USA .   [3 ]   Zh e n g ,   Y.,   Kiy o o k a ,   S . ,   1 9 9 9 ,   Ge n e ti c   Al g o rit h Ap p li c a ti o n s.   ww w . m e . u v ic.ca /~ z d o n g /co u rse s/ m e c h 6 2 0 /G A _ A p p . P DF   [4 ]   ww w . d o c . ic.ac . u k /~ n d /s u rp rise _ 9 6 /j o u rn a l/ v o l1 / h m w /ar ti c le1 . h tm l   [5 ]   L iao ,   Y.,   S u n ,   C . T . ,   2 0 0 1 ,   A n   Ed u c a ti o n a G e n e ti c   A lg o rit h m L e a rn in g   T o o l   ©  IEE E .   [6 ]   AL - M a d i,   A .   N.,   2 0 1 4 ,   De   Jo n g S p h e re   M o d e T e st  f o a   Hu m a n   Co m m u n it y   Ba s e d   G e n e ti c   A lg o rit h m   M o d e l   (HCBG A).  ( IJ ACS A)  In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Ad v a n c e d   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   A p p li c a ti o n s,   Vo l.   5 ,   No .   1 .   [7 ]   Da lt o n ,   J. ,   2 0 0 7 ,   G e n e ti c   A lg o rit h m s.  Ne w c a stle E n g in e e rin g   De sig n Ce n tre,   h tt p :/ /w ww . e d c . n c l. a c . u k .   [8 ]   Ba g h e ri ,   E. ,   De ld a ri,   H.,   2 0 0 6 ,   De jo n g   F u n c ti o n   O p ti miza ti o n   b y   me a n o a   Pa r a ll e A p p ro a c h   to   F u zz if ied   Ge n e ti c   Al g o rith m P ro c e e d in g s   o f   th e   1 1 th   IEE S y m p o siu m   o n   Co m p u ters   a n d   Co m m u n ica ti o n (IS CC' 0 6 )   0 - 7 6 9 5 - 2 5 8 8 - 1 / 0 6   $ 2 0 . 0 0   ©   IEE E   [9 ]   Ba c k ,   T . ,   [ On li n e ,   a c c e ss e d   2 0 0 8 ],   Ev o l u ti o n a ry   A lg o rit h m s   in   t h e o ry   a n d   p ra c ti c e   Ev o lu ti o n   S trate g ies ,   Ev o lu ti o n a ry   P ro g ra m m in g ,   Ge n e ti c   Al g o rith ms .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  7 ,   No .   2 ,     J u n e   20 1 8   :   7 8     8 2   82   [1 0 ]   L a m o m ,   A . ,   T h e p c h a tri ,   T . ,   Riv e p ib o o n ,   W . ,   2 0 0 8 ,   He u risti c   A lg o rit h m   in   O p ti m a Disc re te  S tr u c tu ra De sig n s.  Ame ric a n   J o u r n a l   o Ap p li e d   S c ie n c e s 5   (8 ):   9 4 3 - 9 5 1 .   [1 1 ]   G o rg e s - S c h leu ter,  M . ,   1 9 8 9 ,   AS PA RA GO S   a n   a sy n c h ro n o u p a ra ll e g e n e ti c   o p ti miz a ti o n   stra t e g y .   In   J.  D .   S c h a ff e r,   e d it o r,   P r o c e e d in g s o f   t h e   T h ird   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   G e n e ti c   A lg o rit h m s ,   p p .   4 2 2 4 2 7 .   [1 2 ]   Ba c k ,   T . ,   F o g e l,   D.  B. ,   M ich a l e w i c z ,   Z. ,   1 9 9 7 ,   E A l. ,   Ed s.   Ha n d b o o k   o n   Ev o l u ti o n a ry   Co m p u tatio n .   IOP   Pu b li s h in g   L td   a n d   Ox fo r d   Un ive rs i t y   P re ss .   [1 3 ]   Krin k ,   T . ,   M a y o h ,   B.   H.,   M ich a l e w i c z ,   Z.   1 9 9 9 ,   Pa tch w o rk   mo d e l   fo r   e v o lu ti o n a ry   a l g o ri th ms   wit h   stru c tu re d   a n d   v a ri a b le  size   p o p u l a ti o n s I n   P ro c e e d in g o f   th e   G e n e ti c   a n d   Ev o lu ti o n a ry   Co m p u tatio n   C o n f e re n c e ,   2 1 3 2 1 - 1 3 2 8 .   [1 4 ]   Krin k ,   T . ,   Urs e m ,   R.   K.,   2 0 0 0 ,   P a ra me ter   c o n tro u si n g   t h e   a g e n t   b a se d   p a tc h wo rk   mo d e l In   P ro c e e d in g o f   th e   S e c o n d   C o n g re ss   o n   Ev o l u ti o n a ry   Co m p u tatio n   (CE C - 2 0 0 0 ),   77 - 8 3 .   [1 5 ]   G o rd e n ,   V.  S . ,   P iri e ,   R. ,   W a c h ter,  A . ,   S h a rp ,   S . ,   1 9 9 9 ,   T e rr a i n - b a se d   g e n e ti c   a l g o rit h ( T B GA):  M o d e li n g   p a ra me ter   sp a c e   a s ter ra in In   P r o c e e d in g s o f   th e   G e n e ti c   a n d   Ev o lu ti o n a ry   Co m p u tatio n   Co n f e re n c e ,   1 2 9 9 -   2 3 5 .   [1 6 ]   T h o m s e n ,   R. ,   Rick e rs,  P . ,   Kri n k ,   T . ,   2 0 0 0 ,   A   Re li g io n - Ba se d   S p a ti a M o d e f o r   Ev o lu ti o n a ry   A lg o rit h m s.  P a ra ll e P r o b lem   S o lv in g   f ro m   Na tu re   -   P P S N VI.   S p rin g e r - Ver la g .   8 1 7 - 8 2 6 .   [1 7 ]   W h it le y ,   D.,   1 9 9 3 ,   Ce ll u la g e n e ti c   a lg o rith ms I n   P r o c e e d in g   o f   th e   F if th   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   G e n e ti c   A l g o rit h m s ,   F o rre st S .   (e d . ).   M o r g a n   Ka u fm a n n   6 5 8 .   [1 8 ]   A lb a ,   E. ,   G iac o b in i,   M . ,   T o m a ss in i,   M . ,   2 0 0 2 ,   C o m p a rin g   S y n c h ro n o u a n d   A s y n c h ro n o u s   Ce ll u lar  G e n e ti c   A l g o rit h m s.  In   J .   J .   M e re lo   e a l. ,   e d it o r,  Pa r a ll e Pro b lem   S o lvi n g   fro N a tu re     PP S V1 1 ,   S p rin g e r - Ver la g He id e lb e rg .   2 4 3 9 :   6 0 1 - 6 1 0 .   [1 9 ]   Urs e m ,   R.   K.,   1 9 9 9 ,   M u lt i n a t io n a e v o lu ti o n a ry   a l g o rit h ms In   P ro c e e d i n g o f   th e   Co n g re ss   o f   Ev o lu ti o n a ry   Co m p u tatio n ,   3 :   1 6 3 3 - 1 6 4 0 .   [2 0 ]   Zb ig n iew   S . ,   De   Jo n g ,   K.,   2 0 0 5 ,   T h e   i n fl u e n c e   o f   mig ra t io n   size a n d   i n ter v a ls  o n   isl a n d   m o d e ls I n   P r o c e e d in g o G e n e ti c   a n d   Ev o lu ti o n a ry   Co m p u tatio n   C o n f e re n c e     G ECCO - .   ACM  P re ss .   1 2 9 5 - 1 3 0 2 .   [2 1 ]   Be lal,   M .   A . ,   Kh a li f a ,   I.   H.,   2 0 0 2 ,   A   Co m p a ra ti v e   S tu d y   b e t w e e n   S w a r m   In telli g e n c e   a n d   G e n e ti c   A lg o rit h m s.   Eg y p ti a n   C o mp u ter   S c ien c e   J o u rn a l ,   2 4   (1 ) .   [2 2 ]   Ba b b a M . ,   M i n sk e r,   B. ,   G o ld b e rg ,   D.  E. ,   2 0 0 2 ,   M u lt isc a le  I sla n d   In jec ti o n   Ge n e ti c   A lg o rith fo Op ti m a l   Gr o u n d wa ter   Rem e d ia ti o n   De sig n In 2 0 0 2   W a ter  Re so u rc e P la n n in g   &   M a n a g e m e n Co n f e re n c e ,   Ro a n o k e ,   V A .   Am e rica n   S o c iety   o f   Civ il   En g in e e rs  (A S CE)  En v iro n m e n tal  &   W a ter Res o u rc e s In stit u te (E W RI).   [2 3 ]   W e i,   J.,   D.  T .   L e e ,   2 0 0 4 ,   A   Ne w   A p p ro a c h   to   th e   T ra v e ll in g   S a les m a n   P r o b lem   Us in g   G e n e ti c   A l g o rit h m w it h   P ri o rit y   En c o d in g .   IEE E .   [2 4 ]   Ng u y e n ,   H.  D.  I.   Yo sh ih a ra ,   K.  Ya m a m o ri,   M .   Ya su n a g a ,   2 0 0 7 ,   Im p le m e n tatio n   o f   a n   Eff e c ti v e   H y b rid   GA   f o L a r g e - S c a le   T r a v e li n g   S a l e s m a n   P ro b lem s.  IEE T ra n sa c ti o n o n   sy ste ms ,   M A N,  a n d   C y b e rn e ti c s - P a rt  B:   CYBERNET ICS ,   3 7   ( 1 ).   [2 5 ]   X u a n ,   W .   Y.  L i,   2 0 0 5 ,   S o lv in g   T ra v e li n g   S a les m a n   P ro b lem   b y   Us i n g   A   L o c a Ev o lu ti o n a ry   A lg o rit h m .   IEE E .   [2 6 ]   L e e ,   Z.   J.  2 0 0 4 ,   Hy b rid   Al g o rith Ap p li e d   t o   T ra v e li n g   S a le sm a n   Pro b lem P ro c e e d i n g o f   t h e   2 0 0 4   IEE E   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   Ne two rk in g ,   S e n si n g   &   Co n tr o l.   [2 7 ]   Ya n g ,   R. ,   1 9 9 7 ,   S o lv in g   L a rg e   T ra v e li n g   S a les m a n   P ro b lem w it h   s m a ll   P o p u latio n s.  Ge n e ti c   Al g o rit h ms   in   En g i n e e rin g   S y ste ms In n o v a ti o n s a n d   Ap p li c a ti o n s,  C o n fer e n c e   P u b li c a ti o n   No .   4 4 6 ,   IEE .   [2 8 ]   S m it h ,   K.  1 9 9 6 ,   A n   A rg u m e n f o A b a n d o n i n g   th e   T ra v e li n g   S a les m a n   P r o b lem   a a   Ne u ra l -   Ne t w o rk   Be n c h m a rk .   IEE T ra n sa c ti o n o n   Ne u ra Ne t wo rk s ,   7   ( 6 ).   [2 9 ]   P u ll a n ,   W .   2 0 0 3 ,   A d a p ti n g   t h e   G e n e ti c   A lg o rit h m   to   th e   T ra v e li n g   S a les m a n   P r o b lem .   IEE E .   [3 0 ]   Ju n g ,   S . ,   M o o n ,   B.   R. ,   2 0 0 2 ,   T o w a rd   M in im a l   Re strictio n   o f   G e n e ti c   En c o d in g   a n d   Cro ss o v e rs  f o th e   Tw o - Dim e n sio n a E u c li d e a n   T S P .   IEE T ra n sa c ti o n s o n   Ev o lu t io n a r y   Co mp u t a ti o n ,   6   (6 ).   [3 1 ]   W h it e , C .   M . ,   Ye n ,   G . ,   2 0 0 4 ,   A   Hy b rid   Ev o lu ti o n a ry   A lg o rit h m   f o T ra v e li n g   S a les m a n   P r o b lem ,   IEE E .   [3 2 ]   Bu d i n ich ,   M . ,   1 9 9 6 ,   A   S e l f - Org a n izin g   Ne u ra Ne t w o rk   f o th e   Trav e li n g   S a les m a n   P ro b lem   T h a Is  Co m p e ti ti v e   w it h   S im u late d   A n n e a li n g .   Ne u ra Co mp u ti n g   8 ,   4 1 6 - 4 2 4 .   [3 3 ]   L iu ,   G .   Y.  He ,   Y.  F a n g ,   Y.  Oiu ,   2 0 0 3 ,   No v e Ad a p t ive   S e a rc h   S tra teg y   o In te n sifi c a ti o n   a n d   Div e rs if ica ti o n   i n   T a b u   S e a rc h I n :   P ro c e e d in g o f   th e   IEE In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Ne u ra Ne tw o rk a n d   S ig n a P ro c e ss in g -   ICNN S P 0 3 ,   IEE E   1 .   4 2 8 - 4 3 1 .   [3 4 ]   Bian c h i,   L . ,   Kn o w les ,   J.,   Bo w l e r,   J.,   2 0 0 5 ,   L o c a S e a rc h   f o th e   P r o b a b il isti c   T ra v e li n g   S a le s m a n   P ro b lem :   Co rre c ti o n   to   th e   2 - P - Op t   a n d   1 - s h if A lg o rit h m s.  Eu ro p e a n   J o u rn a o Op e ra ti o n a Res e a rc h   1 6 2 ( 1 2 0 6 - 2 1 9 .   [3 5 ]   L e u n g ,   S .   K.,   Jin ,   D.  H.,   X u ,   B.   Z. ,   2 0 0 4 ,   A n   Ex p a n d in g   S e lf - Or g a n izin g   Ne u ra N e t w o rk   f o th e   T ra v e li n g   S a les m a n   P r o b lem .   Ne u ro c o mp u t in g   6 2 .   2 6 7 - 2 9 2 .   [3 6 ]   Re in e lt ,   G . ,   1 9 9 4 ,   T h e   T r a v e ll i n g   S a les m a n Co m p u tatio n a S o lu ti o n f o T S P   A p p li c a ti o n s.  L e c tu re   No tes   i Co mp u ter   S c ien c e ,   8 4 0 ,   S p rin g e r - V e rlag .   [3 7 ]   L a a rh o v e n ,   P .   V.,   A a rts,   L .   E.   H.,   1 9 8 7 ,   S im u late d   A n n e a li n g T h e o r y   a n d   A p p li c a ti o n s.  Kl u we a c a d e mic   Pu b li s h e rs .   [3 8 ]   F iec h ter,  L .   1 9 9 4 ,   A   P a ra ll e T a b u   S e a rc h   A lg o rit h m   f o L a r g e   T ra v e ll in g   S a les m a n   P ro b lem s.  Disc re t e   Ap p li e d   M a th e ma ti c s a n d   Co mb in a to ri a Op e ra ti o n s R e se a rc h   a n d   Co mp u t e r S c ien c e ,   5 1 .   [3 9 ]   P re b y s,  E.   K.,   2 0 0 7 ,   T h e   G e n e ti c   A l g o rit h m   in   Co m p u ter  S c ien c e .   M IT   Un d e rg ra d u a te  J o u rn a o M a th e ma ti c s,   e e . sh a rif. ir/~ p o s h tko o h i ,   [ On li n e ,   a c c e ss e d   2 0 0 7 ] .   [4 0 ]   ww w . g e o c it ies . c o m ,   [ On li n e ,   a c c e ss e d   2 0 0 7 ] ,   A   G e n e ti c   Kn a p sa c k   P ro b lem   S o lv e .   [4 1 ]   G o d e f ro id ,   P . ,   Kh u rsh i d ,   S . ,   2 0 0 2 ,   Ex p lo rin g   V e ry   L a rg e   S tate   S p a c e U sin g   G e n e ti c   A l g o rit h m s.  J. - P.   Ka to e n   a n d   P.   S tev e n s ( Ed s.):   T A C A S ,   L NC S   2 2 8 0 ,   p p .   2 6 6 - 2 8 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.