I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   16 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 ,   p p .   2 8 1 9 ~ 2 8 3 5   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 16 i 5 . pp 2 8 1 9 - 2 8 3 5           2819       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   PMG H W O :  A  pa rticle - g uid ed ada ptive g rey wo lf  optimizer  for  la rg e - sca le t ra v eli ng  sa lesm a n problem s       H a na di Al - Sh a wa bk a h 1 ,   Ay m a n Alg a f a a n 2   1 D e p a r t me n t   o f   D a t a   S c i e n c e s  a n d   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   A l - Z a y t o o n a h   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   J o r d a n   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   A l - Za y t o o n a h   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   J o r d a n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 3 ,   2 0 2 6   R ev is ed   Au g   1 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   1 9 ,   2 0 2 6       T h e   tr a v e l i n g   sa l e sm a n   p r o b l e m   ( TS P )   re m a i n s   c h a l le n g i n g   fo r   m e t a h e u ris ti c   a l g o r it h m s ,   e s p e c ial l y   a s   t h e   n u m b e r   o f   c i ti e s  i n c re a se s .   Th is  stu d y   p ro p o se s  th e   p a rti c le - g u id e d   a d a p ti v e   g r e y   wo lf  o p ti m ize r  (P M G HWO ),   wh ich   c o m b in e s  g re y   wo lf  o p ti m ize r   (G WO) - b a se d   lea d e rsh ip   g u i d a n c e   with   c ro ss o v e r,   p a rti c le - g u id e d   p e rtu rb a ti o n ,   a n d   a d a p ti v e   l o c a l  re fin e m e n t.   P M G H WO   wa s   e v a l u a t e d   o n   t e n   TS P LIB   i n s ta n c e s   a n d   c o m p a re d   wit h   g r e y   wo lf   o p ti m ize r   (G WO) ,   g e n e ti c   a l g o r it h m s   (G A) ,   p a r ti c le   sw a rm   o p ti m iza ti o n   (P S O ),   w h a le o p ti m iza ti o n   a l g o ri t h m   ( WOA ),   a n d   Ha r ris   Ha wk s o p ti m iza ti o n   (HH O )  u n d e r  t h e   sa m e   e x p e r i m e n tal   c o n d i t i o n s.   Th e   p ro p o se d   m e th o d   a c h iev e d   sh o rter  a v e ra g e   to u rs  o n   a ll   tes ted   in sta n c e s,  with   re d u c ti o n s  o f  1 8 . 7 5 %   c o m p a re d   wit h   G WO,   1 9 . 7 7 %   wit h   HH O,  2 3 . 3 0 %   wit h   G A,  3 9 . 0 8 %   with   WOA,  a n d   5 7 . 5 1 %   wit h   P S O.  F ried m a n   a n d   Wi lco x o n   tes ts  c o n firme d   sig n ifi c a n t   d iffere n c e s  b e twe e n   P M G HWO  a n d   th e   c o m p a re d   m e th o d s .   T h e   a b latio n   stu d y   sh o we d   t h a t  a d a p t iv e   re fin e m e n t   h a d   th e   stro n g e st   e ffe c t  o n   so lu ti o n   q u a li ty ,   wh il e   t h e   in fl u e n c e   o f  p a rt icle - g u i d e d   p e rtu r b a ti o n   a n d   c ro ss o v e r  v a ried   a c ro ss   th e   b e n c h m a rk   i n sta n c e s.  Alt h o u g h   P M G HW O  re q u ired   m o re   c o m p u tatio n   th a n   th e   o rig in a l  G WO,   it s   ru n ti m e   re m a in e d   c o m p e ti ti v e   with   se v e ra l  o f  t h e   o t h e r  m e th o d s.  Ov e ra ll ,   t h e   re su lt s  sh o w  th a t   P M G HWO  is  a   p ro m isin g   a p p r o a c h   fo r  T S P   o p t imiz a ti o n   a n d   wa rra n ts  fu rth e r  e v a l u a ti o n   o n   lar g e r  a n d   m o re   c o m p lex   c o m b in a to rial  p r o b lem s.   K ey w o r d s :   C o m b in ato r ial  o p tim izatio n   Gr ey   wo lf   o p tim izer   Me tah eu r is tic  o p tim izatio n   Swar m   in tellig en ce   T r av elin g   s alesm an   p r o b lem   T SP L I B   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Han ad i A .   Al - Sh awa b k ah   Dep ar tm en t o f   Data   Scien ce s   an d   Ar tific ial  I n tellig en ce ,   Al - Z ay to o n a h   Un iv er s ity   Am m an ,   J o r d a n   E m ail:   h . alsh awa b k h @ zu j.e d u . jo       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  r a p id   d ev elo p m en t   o f   m e tah eu r is tic  o p tim izatio n   tech n iq u es  h as  s ig n if ica n tly   s tr en g th en ed   th e   ca p ab ilit y   o f   s o lv in g   co m p lex   co m b in ato r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s .   Am o n g   th ese  p r o b lem s ,   th e  tr av elin g   s alesm an   p r o b lem   ( T SP )   r em ain s   o n e  o f   th e  m o s t  ch allen g in g   NP - h ar d   o p tim izatio n   ta s k s   b ec au s e  o f   its   ex p o n e n tial  s ea r ch   s p ac e  an d   n u m er o u s   r ea l - wo r ld   ap p lica tio n s   in   lo g is tics ,   tr an s p o r tati o n ,   m an u f ac tu r in g ,   an d   n etwo r k   d esig n .   Desp ite  co n tin u o u s   p r o g r ess   in   o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   m ain tai n in g   an   ef f ec tiv e   b alan ce   b etwe en   g l o b al  ex p lo r atio n   an d   l o ca l  ex p lo itatio n   r em ain s   a  f u n d a m en tal  ch allen g e,   p ar ticu lar ly   f o r   lar g e - s ca le  T SP   in s tan ce s   [ 1 ] .    Po p u latio n - b ased   s war m   in tellig en ce   alg o r ith m s ,   in clu d i n g   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   an d   th e  w h ale  o p tim izatio n   alg o r ith m   ( W OA) ,   h av e  b ee n   s u cc ess f u lly   ap p lied   to   v a r io u s   o p tim izatio n   p r o b lem s   o win g   to   th eir   s im p le  s tr u ctu r es  an d   ef f icien t  s ea r ch   m ec h a n is m s .   Nev er th eless ,   th ese  alg o r ith m s   f r eq u en tly   e x p er ie n ce   p r em atu r e  co n v er g e n ce   a n d   lo s s   o f   s ea r ch   d iv er s ity    w h en   tack lin g   h ig h - d im en s io n al  co m b in at o r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s ,   lim itin g   th eir   ab ilit y   to   o b tain   h ig h - q u ality   s o lu tio n s   [ 2 ] .   O th er   s war m - b ased   ap p r o ac h e s ,   s u ch   as  th e  s alp   s war m   alg o r ith m   ( SS A)   an d   th e  f ir e f ly   al g o r ith m   ( FA) ,   h av e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 8 1 9 - 2 8 3 5   2820   also   d em o n s tr ated   co m p etitiv e  o p tim izatio n   p er f o r m an ce .   Ho wev er ,   th eir   ef f ec tiv e n e s s   is   o f ten   h ig h ly   d ep en d e n t  o n   p ar am eter   s ettin g s ,   an d   t h eir   s ea r ch   ca p ab il ity   m ay   d eter i o r ate  wh en   d ea lin g   with   co m p le x   m u ltimo d al  o p tim izatio n   lan d s ca p es  [ 3 ] .    T o   o v er co m e   th ese  lim itatio n s ,   r ec en t  s tu d ies  h av e  f o cu s ed   o n   d ev elo p in g   a d ap tiv e   m etah e u r is tic  f r am ewo r k s   ca p a b le  o f   d y n am ically   ad ju s tin g   th eir   s ea r ch   b eh a v io r   th r o u g h o u t   th e  o p tim izatio n   p r o ce s s .   Su ch   a d ap tiv e  m ec h an is m s   s tr en g th en   th e   b alan ce   b etwe en   ex p lo r atio n   an d   ex p l o itatio n   wh ile  r ed u cin g   th e  d ep e n d en ce   o n   m a n u al  p ar am eter   tu n in g ,   th er e b y   e n h a n cin g   co n v er g en ce   r eliab ilit y ,   r o b u s tn ess ,   an d   s ca lab ilit y   ac r o s s   d if f er e n t  o p tim izatio n   p r o b lem s   [ 4 ] .    A n o th er   p r o m is in g   r esear ch   d ir ec tio n   in v o l v es  h y b r id   o p tim izatio n   f r am ewo r k s   th at  in teg r ate  ev o lu tio n ar y   co m p u tatio n   with   s war m   in tellig en ce   tech n iq u es.  B y   co m b in in g   co m p lem e n tar y   s ea r ch   s tr ateg ies  with in   a  u n if ied   o p tim izatio n   m o d el,   th ese  h y b r id   ap p r o ac h es  s tr en g th en   s ea r ch   d iv er s ity ,   ac ce le r ate  co n v er g en ce ,   an d   in cr ea s e  s o lu tio n   q u ality   f o r   ch allen g in g   co m b in ato r ial  o p t im izatio n   p r o b lem s ,   in clu d in g   r o u tin g ,   s ch e d u lin g ,   a n d   r eso u r ce   allo ca tio n   [ 5 ] .  Gr o win g   atten tio n   h as b ee n   d i r ec ted   to war d   h ier ar ch ical  s war m   in tellig en ce   alg o r ith m s   b ec au s e  th ey   o r g an ize   th e  s ea r ch   p r o ce s s   ac co r d in g   to   th e  q u ality   o f   ca n d id ate  s o lu tio n s .   T h is   h ier ar ch ical  s ea r ch   s tr ateg y   en ab les  th e  p o p u latio n   to   m o v e  p r o g r e s s iv ely   to war d   p r o m is in g   r eg i o n s   o f   th e  s ea r ch   s p ac e  wh ile  av o id in g   e x ce s s iv e  co m p u tatio n al  co s t.  Su ch   ch ar ac ter is tics   h av e  m ad e  h ier ar ch ical  o p tim izatio n   ap p r o a ch es  attr ac tiv e  f o r   s o lv in g   c o m p lex   co m b in ato r i al  o p tim izatio n   p r o b lem s   [ 6 ] .    Am o n g   h ier ar c h ical  o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   t h e   g r ey   w o lf   o p tim izer   ( GW O)   h as  attr ac ted   co n s id er a b le  atten tio n   b ec a u s e  o f   its   s im p le  m ath em atica l   f o r m u latio n   an d   ad a p tiv e  lea d er s h ip   m ec h an is m .   B y   s im u l atin g   th e  c o o p e r ativ e  h u n tin g   b eh av i o r   o f   al p h a,   b eta,   an d   d elta  wo lv es,  GW O  p r o v id es  an   ef f icien t  s ea r ch   s tr ateg y   with   lim ited   p ar am eter   d ep en d en cy ,   m ak in g   it  a  s u itab le   f o u n d a tio n   f o r   d ev elo p in g   h y b r id   o p tim izatio n   f r am ewo r k s   ca p ab le  o f   im p r o v in g   co n v er g en ce   p er f o r m an ce   a n d   s o lu tio n   q u ality   [ 7 ] .    C u r r en t  r esear ch   in   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   h as   f o cu s ed   o n   im p r o v in g   co n v er g en ce   p er f o r m an ce ,   m ain tain i n g   s o lu tio n   d i v er s ity ,   a n d   e n h an cin g   s ca lab ilit y   f o r   co m p lex   co m b in ato r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s   s u ch   a s   th e  T SP .   Nu m er o u s   s tu d ies  h av e  in tr o d u ce d   ad ap tiv e  an d   h y b r i d   o p tim izatio n   s tr ateg ies  to   o v er co m e  t h e  lim itatio n s   o f   co n v en tio n a l  p o p u latio n - b ase d   alg o r ith m s .   T h e  f o llo win g   s ec tio n   r ev iews  th e  m o s t  r elev an t  ap p r o ac h es  th at  h av e  co n tr ib u ted   to   th e   d ev elo p m e n t o f   m o d e r n   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   f r am ew o r k s   [ 8 ] .      Mo tiv ated   b y   t h ese  lim itatio n s ,   th is   s tu d y   p r o p o s es  th e  p ar t icle - g u id ed   a d ap tiv e  g r ey   wo l f   o p tim izer   ( PMGHWO) ,   a  lig h tweig h t  ex ten s io n   o f   th e  o r ig in al  GW O  f o r   lar g e - s ca le  T SP .   T h e  n o v elty   o f   PMGHWO   lies   in   th e  co o r d in ated   u s e  o f   th r ee   co m p lem en tar y   m e ch an is m s   with in   th e  o r ig in al   GW O  lead er s h ip   s tr u ctu r e:  p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch   to   p r eser v e  ex p l o r atio n ,   ad ap tiv e  r ef i n em en t  to   s tr e n g th en   e x p lo itatio n   d u r in g   later   iter atio n s ,   an d   c r o s s o v er - b ased   s o lu tio n   g en e r atio n   to   p r o m o te   u s ef u l  r ec o m b in atio n .   Un lik e   h y b r id   ap p r o ac h es  t h at  co m b in e  s ev er al  in d ep en d en t  o p tim izer s   o r   in tr o d u ce   m an y   ad d itio n al  c o n tr o l   p ar am eter s ,   PMGHWO  k ee p s   th e  o r ig in al  al p h a – b eta – d el ta  h ier ar ch y   an d   m o d if ies  th e  s ea r ch   b eh a v io r   th r o u g h   ad a p tiv e  in ter ac tio n s   am o n g   t h ese  co m p o n en ts .   T h e  p r o p o s ed   m eth o d   is   ev alu at ed   o n   te n   T SP L I B   b en ch m ar k   in s tan ce s   a n d   c o m p ar ed   with   g r ey   w o lf   o p tim izer   ( GW O) ,   g e n etic  alg o r ith m s   ( GA) ,   p ar ticle   s war m   o p tim izatio n   ( PS O) ,   wh ale  o p tim izatio n   alg o r ith m   ( W OA) ,   an d   Har r is   Haw k s   o p tim izatio n   ( HHO)   u n d er   i d en tical  ex p e r im en tal  c o n d itio n s .   Desp ite  th e  co n s id er ab le  p r o g r ess   in   m etah eu r is tic  o p tim izatio n ,   s o lv in g   lar g e - s ca le  T SP   r em ain s   ch allen g in g   b ec au s e  th e  s ea r ch   s p ac e  g r o ws  r ap id ly   wit h   p r o b lem   s ize.   E x is tin g   G W O  v ar ian ts   h av e  im p r o v e d   p er f o r m an ce   th r o u g h   h y b r i d izatio n ,   ad ap tiv e   co n tr o l,  a n d   ad d itio n al   s ea r ch   o p er ato r s .   Ho we v er ,   m an y   o f   th ese  a p p r o ac h es  ei th er   em p h asize  ex p lo r atio n   o r   ex p l o itatio n ,   r e q u ir e   ad d itio n al  p ar am eter s ,   o r   in tr o d u ce   m o r e  co m p lex   s ea r ch   s tr u ctu r es.  Ma in tain in g   p o p u latio n   d iv er s ity   in   th e  ea r ly   s tag es  wh ile   ef f ec tiv ely   r ef in in g   p r o m is in g   s o lu tio n s   later   in   th e  s ea r ch   th er ef o r e  r em ai n s   an   im p o r ta n t  ch allen g e.   T h is   s tu d y   ad d r ess es  th is   g ap   b y   in teg r atin g   p a r ticle - g u id e d   s ea r ch ,   ad ap ti v e  r ef in em e n t,  an d   cr o s s o v er - b ased   s o lu tio n   g en e r atio n   with in   th e   o r ig in al  GW O  lead er s h ip   s tr u ctu r e.   T h e   aim   is   to   im p r o v e   s o lu tio n   q u ality   an d   co n v er g en ce   b eh a v io r   wh ile   r etain in g   a   r elativ ely   s im p le  o p tim izatio n   f r am ewo r k   an d   co m p etitiv e  co m p u tatio n al  e f f icien cy .   T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th is   s tu d y   is   to   d ev elo p   an d   e v alu ate  th e  PMGHWO  f o r   s o lv in g   m ed iu m -   an d   lar g e - s ca le  T SP .   T h e  p r o p o s ed   m eth o d   aim s   to   im p r o v e  th e   b alan ce   b etwe en   ex p l o r atio n   an d   ex p lo itatio n   b y   co m b in in g   p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch ,   ad ap tiv e  r ef in em en t,  a n d   cr o s s o v er - b ased   s o lu tio n   g e n er atio n   with in   th e   o r ig in al  GW O  lead er s h ip   s tr u ctu r e.   I ts   p e r f o r m an ce   is   e v al u ated   o n   ten   T SP L I B   b en ch m ar k   in s tan ce s   an d   co m p ar ed   with   GW O,   GA,   PS O,   W OA,   an d   HHO  u n d er   id en tical  ex p er im e n tal  co n d itio n s .   T h e  e v alu atio n   co n s id er s   s o lu tio n   q u ality ,   c o n v er g en ce   b e h av io r ,   co m p u tatio n al  ef f icien cy ,   a n d   s tatis tical  s ig n if ican ce .   Ab latio n   an d   p ar am eter   s en s it iv ity   an aly s es  ar e  also   co n d u c ted   to   ex am in e   th e  co n tr ib u ti o n   an d   b eh a v io r   o f   th e  p r o p o s ed   s ea r ch   m ec h an is m s .   T h e  m ain   co n tr ib u tio n s   o f   th is   s tu d y   ar e  s u m m a r ized   as f o llo ws:   −   A  PMGHWO  i s   p r o p o s ed   f o r   m ed iu m -   an d   lar g e - s ca le  T SP ,   wh ile  p r eser v in g   th e   o r ig i n al  alp h a – b eta – d elta  lead er s h ip   s tr u ctu r e  o f   G W O.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         P MGHW O:   A   p a r ticle - g u id e d   a d a p tive  g r ey   w o lf o p timiz er fo r   …   ( Ha n a d i A l - S h a w a b ka h )   2821   −   A  p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch   m ec h an is m   is   in co r p o r ated   t o   m ai n tain   p o p u latio n   d i v er s ity   an d   s u p p o r t  b r o ad e r   ex p lo r atio n ,   p ar ticu la r ly   d u r in g   th e  ea r ly   s tag es o f   th e  o p tim izatio n   p r o ce s s .     −   An   ad ap tiv e  r ef in e m en t  s tr ateg y   is   in tr o d u ce d   t o   p r o g r ess iv ely   s tr en g th en   s o lu tio n   im p r o v em en t  d u r in g   th e  later   s ea r ch   s tag es,  p r o v id i n g   a  s m o o t h er   tr an s itio n   f r o m   ex p lo r atio n   to   ex p lo itatio n .     −   A  cr o s s o v er - b ased   s o lu tio n   g e n er atio n   m ec h an is m   is   in teg r a ted   with   p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch   an d   a d ap tiv e   r ef in em en t,  allo win g   th e  th r ee   co m p o n e n ts   to   p er f o r m   c o m p lem en tar y   r o les  with in   a  u n if i ed   o p tim izatio n   f r am ewo r k   with o u t c h a n g in g   t h e  asy m p to tic  co m p u tatio n al  c o m p lex ity   o f   GW O.     −   T h e  co n t r ib u tio n   o f   th e  p r o p o s ed   m ec h an is m s   is   ex am in e d   t h r o u g h   b en ch m a r k   e x p er im e n ts ,   co n v er g en ce   an d   r u n tim e  a n aly s es,  n o n - p ar am etr ic  s tatis tical  test s ,   an   ab latio n   s tu d y ,   a n d   p ar am eter   s en s itiv ity   an aly s is .   T h e  r esu ltin g   f r a m ewo r k   p r o v id es  a  b asis   f o r   f u t u r e  ex ten s io n s   to   o th er   lar g e - s ca le   co m b in ato r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s .       2.   RE L AT E D  WO RK   PS O  r em ain s   o n e  o f   th e  m o s t  wid ely   ad o p ted   s war m - b ased   o p tim izatio n   tech n i q u es  b ec a u s e  o f   its   s im p le  s tr u ctu r e  a n d   r ap id   co n v er g e n ce .   Sev e r al  r ef i n e  v a r i an ts   h av e  i n tr o d u ce d    ad ap tiv e   in er tia  weig h ts   an d   h y b r id   lo ca l  s ea r ch   m ec h an i s m s   to   s tr en g th en   its   s ea r c h   ca p ab ilit y   a n d   r e f in e    o p ti m izatio n   ac cu r ac y .   Alth o u g h   th ese  en h a n ce m en t s   h av e  s tr en g th en ed   p e r f o r m a n ce ,   PS O  m ay   s till   ex p er ien ce   r ed u ce d   s o lu tio n   d iv er s ity    an d   p r em atu r e  co n v er g en ce   wh e n   tack lin g   lar g e - s ca le  o r   h ig h ly   m u ltimo d al  o p t im izatio n   p r o b lem s   [ 9 ] .   H o wev er ,   n o n e   o f   th ese  s tu d ies  in teg r ates  p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch   with   ad a p tiv e  r ef i n em en t  in s id e  t h e   o r ig in al  GW O  f r am ewo r k .    T h e  W OA  h as  al s o   b ee n   ex ten s iv ely   in v esti g ated   f o r   s o lv in g   co m p lex   o p tim izatio n   p r o b lem s .   Sev er a l im p r o v ed   v ar ian ts   h av e  in co r p o r ated   ch a o tic  m ap s ,   L év y   f li g h t stra teg ies,  an d   m u lti - p o p u latio n   s ea r ch   m ec h an is m s   to   en h an ce   g lo b al  ex p lo r atio n   a n d   c o n v er g en ce   s p ee d .   Nev er th eless ,   m ain tain in g   co m p etitiv e  co m p u tatio n al  ef f icien c y   wh ile  d eliv er in g   co n s is ten t  p er f o r m a n ce   ac r o s s   co m p lex   co m b in ato r ial  s ea r ch   s p ac es  r em ain s   a  ch allen g e,   p ar ticu lar ly   as  th e  d im en s io n ality   o f   th e  p r o b lem   in cr ea s es  [ 1 0 ] .   Alth o u g h   th ese  im p r o v e m en ts   h av e  en h a n ce d   th e   s ea r ch   ca p ab ilit y   o f   W OA,   th eir   p er f o r m a n ce   m ay   s till   v ar y   ac r o s s   lar g e - s ca le  c o m b i n ato r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s .   T h is   s u g g ests   th at  im p r o v i n g   a   s in g le  s ea r c h   m ec h an is m   is   o f ten   in s u f f icie n t  to   en s u r e  s tab le  o p tim izatio n   p er f o r m an ce   u n d er   d if f er e n t   s ea r ch   co n d itio n s .    T h e  SS A  h as  attr ac ted   c o n s id er ab le  atten tio n   b ec a u s e  o f   its   ef f icien t  ex p lo r atio n   ca p a b ilit y   an d   r elativ ely   s im p le  s ea r ch   m ec h an is m .   T o   r ef in e  its   o p tim izatio n   p er f o r m an ce ,   r ec en t  s tu d ies  h av e  in t eg r ated   d if f e r en tial   ev o lu tio n   o p er at o r s   an d   ad a p tiv e  m u tatio n   s tr ateg ies,  lead in g   to   b etter   co n v er g e n ce   an d   s c alab ilit y .   Ho wev er ,   th e  ex p lo itatio n   ca p ab ilit y   o f   SS A  m ay   s till   b ec o m e  in s u f f icien t  d u r in g   th e  later   s tag es  o f   o p tim izatio n ,   af f ec tin g   s o lu tio n   r e f in em en t   [ 1 1 ] .    FA  h as  b ee n   s u cc ess f u lly   ap p lied   to   a  wid e   r an g e  o f   o p tim izatio n   p r o b lem s   o win g   to   its   attr ac tio n - b ased   s ea r ch   b eh av i o r .   R ec en t  r ef in em en ts   m ain ly   f o cu s   o n   c o m b in in g   ad ap tiv e  attr ac tiv en ess   co n tr o l   with   lo ca l  s ea r ch   s tr ateg ies  to   ac h iev e  h i g h er   s o lu tio n   ac cu r ac y .   Desp ite  th ese   ad v an ce s ,   th e  ad d itio n al  s ea r ch   m ec h a n is m s   o f ten   in cr ea s e  co m p u tatio n al  c o m p lex ity ,   wh ich   m ay   r e d u ce   ef f icien cy   wh en   s o lv in g   lar g e - s ca le  o p tim izatio n   p r o b lem s   [ 1 2 ] .   T h ese  s tu d ies  d em o n s tr ate  th at  ad ap tiv e  o p er ato r s   ca n   r ef i n e  o p tim iz atio n   p er f o r m a n ce .   Nev er t h eless ,   m ain tain in g   an   e f f ec tiv e   b alan ce   b etwe en   ex p lo r atio n   a n d   ex p lo itatio n   t h r o u g h o u t  th e  o p tim izatio n   p r o ce s s   r em ain s   a  co m m o n   ch a llen g e,   p ar ticu lar ly   f o r   co m p lex   b en ch m a r k   p r o b l em s .   B ey o n d   im p r o v in g   in d iv i d u al   s war m - b ased   alg o r ith m s ,   e v o lu tio n ar y   ap p r o ac h es  s u ch   a s   GA  h av e   also   b ee n   a p p lied   to   p r ac tical  o p tim izatio n   p r o b lem s .   Fo r   e x am p le,   Al - Ma d i  an d   Hn aif   e m p lo y ed   a  g en etic   alg o r ith m - b ased   ap p r o ac h   f o r   tr af f ic  s ig n al  o p tim izatio n ,   d em o n s tr atin g   t h e  ap p licab ilit y   o f   e v o lu tio n ar y   s ea r ch   to   co m p lex   o p tim izatio n   an d   d ec is io n - m ak in g   p r o b lem s   [ 1 3 ] .    An o th er   im p o r tan t   r esear ch   d ir e ctio n   in v o lv es  h ier ar c h ical  s war m   in tellig en ce   m o d els,  wh er e  th e   s ea r ch   p r o ce s s   is   g u id ed   ac co r d in g   to   th e  q u ality   o f   ca n d i d ate  s o lu tio n s .   Am o n g   th ese  ap p r o ac h es,  th e  GW O  h as  g ain ed   c o n s id er ab le  atte n tio n   b ec a u s e  o f   its   s im p le  m ath em atica l  f o r m u la tio n   an d   ad ap tiv e  lead er s h ip   h ier ar ch y .   T h ese  ch ar ac ter is tics   m ak e  GW O  a  s u itab le  f o u n d atio n   f o r   co n s tr u ctin g   h y b r id   o p tim izatio n   f r a m ewo r k s   ca p ab le  o f   im p r o v in g   b o th   e x p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n   p er f o r m an ce   [ 1 4 ] .   W h ile  h y b r id   o p tim izati o n   s tr ateg ies  h av e  p r o d u ce d   e n co u r a g in g   r esu lts ,   m an y   ex is tin g   a p p r o ac h es  r e ly   o n   c o m b in i n g   m u ltip le  o p tim izatio n   tech n iq u es  o r   in tr o d u cin g   ad d itio n al   co n tr o l  p a r am eter s .   Su ch   d esi g n s   m ay   in cr ea s e  p er f o r m a n c e,   b u t  th ey   also   in cr ea s e  alg o r ith m ic  co m p lex ity   an d   r ed u ce   g e n er al  ap p licab ilit y   ac r o s s   d if f er en t  o p tim iz atio n   s ce n ar io s .    R ec en t  co m p r eh en s iv e  r e v iew  s tu d ies  h av e  h ig h lig h te d   th e   co n tin u o u s   ev o l u tio n   o f   m eta h eu r is tic  o p tim izatio n   f r o m   c o n v en tio n al  s war m   in tellig en ce   alg o r ith m s   to war d   ad a p tiv e  a n d   h y b r id   o p tim iz atio n   f r a m ewo r k s .   T h ese  r ev i ews  em p h asize  th at   ad ap tiv e  h y b r id   s tr ateg ies  p r o v id e  a  p r o m is in g   d ir ec tio n   f o r   im p r o v in g   s ca lab ilit y ,   co n v er g en ce   b eh a v io r ,   an d   o p tim izatio n   r o b u s tn ess   ac r o s s   co m p lex   o p tim izatio n   p r o b lem s   [ 1 5 ] .    A  r ep r esen tativ e  e x am p le  o f   a d ap tiv e   h y b r id   o p tim izatio n   is   th e  en h an ce d   m o th – f lam e  o p tim izatio n   ( MFO)   ap p r o ac h   r e p o r ted   in   [ 1 6 ] .   B y   in co r p o r atin g   n ew  s elec tio n   m ec h an is m s   in to   th e   o r ig i n al  MFO  f r am ewo r k ,   th e   s tu d y   d em o n s tr ated   th at   ad ap tiv e  m o d if icatio n s   co u ld   i m p r o v e   o p tim izatio n   p er f o r m an ce   an d   s ea r ch   b e h av io r .   T h ese  f in d in g s   f u r th e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 8 1 9 - 2 8 3 5   2822   illu s tr ate  th e  p o ten tial  o f   ad ap tiv e  s ea r ch   s tr ateg ies  f o r   ad d r ess in g   co m p lex   o p tim izatio n   p r o b lem s .    R ec en t   r esear ch   clea r ly   in d icate s   th a t  ad ap tiv e  s ea r ch   s tr ateg ies  h av e  b ec o m e  a  m ajo r   d ir ec tio n   in   m etah eu r is tic  o p tim izatio n .   R ath er   th an   r ely in g   o n   i n cr ea s in g ly   c o m p le x   h y b r id   s tr u ctu r es,  th er e  is   g r o win g   in ter est  in   d ev elo p in g   lig h tweig h t  o p tim izatio n   f r am ewo r k s   th at  r ef in e  s ea r ch   ef f icien c y   wh ile  p r e s er v in g   alg o r ith m ic   s im p licity .    R ec en t  r ef in em en ts   in   GW O - b ased   alg o r ith m s   f o r   th e  tr a v elin g   s alesm an   p r o b lem   h av e   also   co n f ir m e d   th at   in co r p o r atin g   ad ap tiv e   s ea r ch   m ec h an is m s   ca n   s u b s tan tially   b o o s t  s o lu tio n   q u ality   an d   co n v er g en ce   ch ar ac ter is tics .   Nev er th eless ,   m ain tain in g   co m p etitiv e  co m p u tatio n al   ef f icien cy   wh ile   p r eser v in g   a n   ef f ec tiv e  b ala n ce   b etwe en   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n   r e m ain s   a  s ig n if ican t  ch allen g e ,   p ar ticu lar ly   f o r   lar g e - s ca le  b en ch m ar k   in s tan ce s   [ 1 7 ] .   T h ese  o b s er v atio n s   h ig h lig h t  th at,   d esp ite  th e  co n tin u o u s   d ev elo p m en t  o f   GW O   v ar ian ts ,   ac h iev in g   co n s is ten t  o p tim izatio n   p er f o r m an ce   o n   lar g e - s ca le  T SP   r em ain s   an   ac tiv e  r esear ch   ch allen g e.   T h is   m o tiv ate s   th e  d ev elo p m en t  o f   th e  p r o p o s ed   PMGHWO   f r am ewo r k ,   wh ich   co m b i n es  p ar ticle - g u id e d   s ea r ch   with   a d ap tiv e  r e f in em en t  t o   s tr en g th en   b o t h   ex p lo r atio n   an d   co n v er g e n ce   with o u t  i n tr o d u cin g   u n n ec ess ar y   alg o r ith m ic  co m p lex ity   to   p r o v id e  a  cle ar er   co m p ar is o n   o f   r ec en t  d e v elo p m e n ts   in   m etah eu r is tic  o p tim izatio n ,   T ab l e  1   s u m m ar izes  th e   m ain   h y b r id   an d   ad a p tiv e   s tr ateg ies  r ep o r ted   in   r ec en t  s tu d ies  an d   h ig h lig h ts   th eir   r ep o r ted   p er f o r m an ce   g ai n s   ac r o s s   d if f er en t  p r o b lem   d o m ain s .       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   k e y   h y b r id   an d   a d ap tiv e  m etah e u r is tic  ad v an ce s   ( 2 0 2 0 – 2 0 2 5 )   A l g o r i t h m / A p p r o a c h   K e y   e n h a n c e me n t   st r a t e g y   M a i n   B e n e f i t   P S O   a n d   V a r i a n t s   A d a p t i v e   i n e r t i a   w e i g h t   +   h y b r i d   l o c a l   sea r c h   F a st e r   c o n v e r g e n c e   a n d   r e d u c e d   p r e m a t u r e   s t a g n a t i o n   W O A   C h a o s   ma p s,   Lé v y   f l i g h t ,   m u l t i - p o p u l a t i o n   B e t t e r   e x p l o r a t i o n   i n   c o mp l e x   s e a r c h   sp a c e s   SSA   D i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n   +   c h a o s - b a se d   u p d a t e s   r e f i n e d   e x p l o r a t i o n   a n d   s c a l a b i l i t y   FA   Lo c a l   sea r c h   +   a d a p t i v e   a t t r a c t i o n   c o n t r o l   H i g h e r   a c c u r a c y   a n d   st a b l e   c o n v e r g e n c e   BA   C h a o t i c   i n i t i a l i z a t i o n   +   a d a p t i v e   mu t a t i o n   I n c r e a se d   r o b u st n e ss   i n   l a r g e - sc a l e   p r o b l e ms   B W O A   & EHO   D i v e r s i t y   c o n t r o l   +   a d a p t i v e   me c h a n i s ms   B e t t e r   b a l a n c e   b e t w e e n   e x p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a t i o n   G W O   H i e r a r c h i c a l   l e a d e r s h i p - b a se d   a d a p t i v e   se a r c h   S t r o n g   b a l a n c e   w i t h o u t   h e a v y   p a r a m e t e r   t u n i n g   H y b r i d   F r a mew o r k s   Ev o l u t i o n a r y   +   sw a r m   i n t e g r a t i o n   b o o s t e d   o v e r a l l   o p t i mi z a t i o n   p e r f o r m a n c e       Me tah eu r is tic  o p tim izatio n   h a s   ev o lv ed   f r o m   b asic  s war m   in tellig en ce   m eth o d s   to   m o r e   ad v a n ce d   h y b r id   a n d   ad a p tiv e  f r am ew o r k s   th at  aim   to   r ef in e  p e r f o r m an ce   in   s o lv in g   co m p lex   o p tim izatio n   p r o b lem s .   Desp ite  th ese  d ev elo p m en ts ,   m an y   ex is tin g   a p p r o ac h es  s till   r ely   o n   p ar tially   i n teg r ated   s t r ateg ies  an d   r e q u ir e   m an u al  p a r am eter   tu n in g ,   w h ich   ca n   lim it  th eir   e f f icien cy   a n d   ad a p tab ilit y .    T h e r ef o r e ,   th e r e  is   s till   a  n ee d   f o r   s im p ler   an d   m o r e  ef f ec tiv e  ad ap tiv e  ap p r o ac h es  th at  e n s u r e  a  p r o p er   tr a d e - o f f   b etwe en   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n ,   esp ec ially   in   lar g e - s ca le  co m b in ato r ial  p r o b lem s   lik e  th e  T S P .   I n   th is   co n tex t,  th is   s tu d y   p r o p o s es  a  GW O - b ased   h y b r i d   f r am ewo r k   to   in cr ea s e  ad ap tab ilit y ,   r ed u ce   c o m p lex ity ,   a n d   en h a n ce   o v er all  p er f o r m an ce .       3.   M E T H O DO L O G Y   T h e  p r o p o s ed   PMGHWO  is   d ev elo p e d   as  an   ex ten s io n   o f   th e  o r ig i n al  GW O  to   en h an ce   its   s ea r ch   p er f o r m an ce   o n   lar g e - s ca le  T SP .   R ath er   th an   ch an g in g   th e  co r e  lead er s h ip   m ec h a n is m   o f   GW O,   th e  m eth o d   p r eser v es  th e   o r ig in al   alp h a – b eta – d elta  h ier ar c h y   an d   co m p lem en ts   it  with   a  p ar ticle - g u i d ed   s ea r ch   s tr ateg y   an d   an   ad a p tiv e  r ef i n em en t  p r o ce s s .   T h e  o v er all  d esig n   o f   t h e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k   is   illu s tr ated   in   Fig u r e  1   T h ese  co m p o n en ts   wo r k   to g e th er   th r o u g h o u t  t h e  o p tim izatio n   p r o ce s s ,   allo win g   th e   p o p u latio n   to   ex p l o r e   n ew  s ea r ch   r eg io n s   in   th e  ea r l y   s tag es  wh ile  g r ad u ally   f o cu s in g   o n   r ef in i n g   p r o m is in g   s o lu tio n s   as  th e  s ea r c h   p r o g r ess es.  T h is   d esig n   h elp s   m ain tain   s ea r ch   d i v er s ity   an d   s u p p o r ts   a  m o r e  s tab le  co n v er g en ce   to war d   h ig h - q u ality   s o lu tio n s .     3 . 1 .     Desig n principl es o f   P M G H WO   T h e  d esig n   o f   PMGHWO  f o cu s es  o n   im p r o v in g   th e   b alan ce   b etwe en   e x p lo r atio n   a n d   e x p l o itatio n   in   th e  o r ig in al  GW O   wh ile  m ain tain in g   a  s im p le  o p tim izatio n   s tr u ctu r e.   T h e  p r o p o s ed   m eth o d   co m b in es  th r ee   co m p lem en tar y   m ec h a n is m s :  p ar ticle - g u id e d   s ea r ch ,   ad ap tiv e  r ef in em en t,   an d   cr o s s o v er - b ased   d iv er s if icatio n .   T h e  p ar ticle - g u id ed   c o m p o n en t   in tr o d u ce s   a d d itio n al  s ea r ch   d ir ec tio n s   to   im p r o v e   p o p u latio n   d iv er s ity ,   wh ile  th e  ad a p tiv e   r ef in em en t  m ec h an is m   g r ad u ally   s tr en g th en s   th e  e x p lo it atio n   o f   p r o m is in g   r eg io n s   as  th e  s ea r ch   p r o g r e s s es.  T h e  cr o s s o v er   o p er at o r   f u r t h er   p r o m o tes  in f o r m atio n   ex c h an g e   am o n g   ca n d id ate  s o lu tio n s   an d   h elp s   r ed u ce   p r em atu r e  c o n v e r g en ce .   T h ese  m ec h an is m s   ar e  in t eg r ated   with in   th e   GW O  s ea r ch   p r o ce s s   with o u t  r ep lacin g   its   o r ig i n al  lead er s h i p   s tr u ctu r e,   allo win g   PMGHWO  to   p r eser v e  th e   m ain   ch ar ac ter is tics   o f   GW O  wh ile  im p r o v in g   its   s ea r ch   ca p ab ilit y   f o r   th e   T SP .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         P MGHW O:   A   p a r ticle - g u id e d   a d a p tive  g r ey   w o lf o p timiz er fo r   …   ( Ha n a d i A l - S h a w a b ka h )   2823       Fi g u r e  1 .   C o n ce p tu al  ar ch itect u r e  o f   t h e  p r o p o s ed   PMGHWO f r am ewo r k       3. 2 .     B a s eline  a lg o rit hm   f o r  perf o rm a nce  co m pa riso n   T o   ev alu ate  th e   ef f ec tiv en ess   o f   PMGHWO,  its   p er f o r m an c e  was  co m p ar ed   with   f iv e  wi d ely   u s ed   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   n am ely   th e  GW O,   GA,   PS O,   W OA,   an d   HHO.   T h ese  alg o r ith m s   wer e  s elec ted   b ec au s e  th ey   r ep r esen t  d if f er en t  o p tim izatio n   s tr ateg ies  an d   h av e  b ee n   s u cc e s s f u lly   ap p lied   to   co m b in ato r ial   o p tim izatio n   p r o b lem s .   T o   en s u r e  a   f air   co m p ar is o n ,   all  alg o r ith m s   wer e   e x ec u ted   u n d er   th e   s am e  ex p er im en tal  co n d itio n s   u s in g   id en tical  b en c h m ar k   i n s tan ce s ,   p o p u latio n   s ize,   s to p p in g   cr iter ia,   an d   co m p u tatio n al  e n v ir o n m en t.  Sin ce   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   in v o lv e  s to ch asti c  s ea r ch   p r o ce s s es,  ea ch   ex p er im en t   was  r ep ea te d   in d e p en d en tly ,   an d   t h e  r e p o r te d   r esu lts   co r r esp o n d   to   th e   av er a g e  v alu es   o b tain e d   o v er   ten   r u n s .     3. 3 .   B enchm a r k   pro blem s   T h e  ex p e r im en tal  ev alu atio n   was  co n d u cted   u s in g   ten   b en c h m ar k   i n s tan ce s   s elec ted   f r o m   th e  well - estab lis h ed   T SP L I B   r ep o s ito r y .   T h ese  b en c h m ar k   in s tan ce s   r ep r esen t  d if f e r en t  lev els  o f   c o m p lex ity ,   r an g in g   f r o m   s m all -   to   lar g e - s ca le  T SP ,   allo win g   a  co m p r eh en s i v e  ass ess m en t  o f   th e  p r o p o s ed   alg o r ith m   u n d er   v ar io u s   s ea r ch   co n d itio n s .   T h e  s elec ted   in s tan ce s   in clu d e  eil5 1 ,   b er lin 5 2 ,   k r o A 1 0 0 ,   c h 1 3 0 ,   p r 1 5 2 ,   r at1 9 5 ,   d 1 9 8 ,   lin 3 1 8 ,   r d 4 0 0 ,   a n d   p cb 4 4 2 .   Af ter   in tr o d u cin g   th e  m ain   d esig n   c o n ce p ts   o f   PMGHWO,  th e  s eq u en ce   o f   o p er atio n s   p er f o r m ed   d u r in g   th e  o p tim izatio n   p r o ce s s   is   illu s tr ated   in   Fig u r e   2   T h e   alg o r ith m   s tar ts   b y   g en er atin g   an   in itial  p o p u latio n   an d   ev alu atin g   th e  ca n d id ate  s o lu tio n s   to   id en tify   th e  t h r ee   lead in g   wo lv es.   Gu id ed   b y   th ese  lead er s ,   th e  p o p u latio n   is   u p d ated   iter ativ ely   u s in g   th e  p r o p o s ed   p ar ticle - g u id ed   s ea r c h   an d   ad ap tiv e  r ef in em e n t  m ec h an is m s .   T h is   p r o ce s s   co n tin u es  u n til  th e  s to p p in g   cr iter io n   is   r ea ch ed ,   af ter   wh ich   th e  b est to u r   f o u n d   is   r ep o r ted   as th e  f in al  s o lu tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 8 1 9 - 2 8 3 5   2824   3. 4 .     P M G H WO   f r a m ewo r k   PMGHW O  ex ten d s   th e  co n v e n tio n al  GW O   wh ile  r etain in g   its   alp h a – b eta – d elta  lead er s h i p   s tr u ctu r e.   T h e  m ain   d if f e r en ce   lies   in   h o w  ca n d id ate  s o lu tio n s   ar e  g en er ated   an d   r ef in ed   d u r in g   th e  s ea r ch .   Par ticle - g u id ed   s ea r c h   is   u s ed   to   d i v e r s if y   ca n d id ate  m o v es  an d   r e d u ce   ex ce s s iv e  co n ce n tr atio n   ar o u n d   th e  cu r r en t   lead er s ,   wh ile  cr o s s o v er   allo ws  u s ef u l  in f o r m atio n   f r o m   d if f er en t   s o lu tio n s   to   b e   r ec o m b in ed .   Ad a p tiv e   r ef in em en t   is   ap p lied   m o r e  s tr o n g ly   d u r in g   th e   later   iter a tio n s   to   im p r o v e  p r o m is in g   t o u r s   th r o u g h   l o ca l  s ea r ch .   R ath er   th an   o p er atin g   as  s ep ar ate  o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   th ese  m ec h an is m s   ar e  in co r p o r ated   in to   th e  GW O  s ea r ch   cy cle  an d   th eir   r o les  ch an g e  as  th e  s ea r ch   p r o g r ess es.  T h is   d es ig n   allo ws  PMG HW O   t o   em p h asize  ex p lo r ati o n   at  th e  b eg in n in g   o f   t h e  s ea r ch   an d   g r ad u ally   d ev o te  m o r e  ef f o r t  to   s o lu tio n   r ef in em e n t   with o u t r ep lacin g   th e  b asic G W O  lead er s h ip   m ec h an is m .           Fig u r e  2  . W o r k f lo w  o f   th e  p r o p o s ed   PMGHWO a lg o r ith m       3. 5 .   M a t hema t ica l  f o rm ula t i o n o f   P M G H WO   T h ese  m ec h a n is m s   ar e  in te g r a ted   in to   th e   s ea r ch   p r o ce s s   to   p r o m o te   d iv e r s if icatio n   d u r in g   th e   ea r ly   iter atio n s   wh ile  p r o g r ess iv ely   s tr en g th en in g   th e  r ef i n em en t o f   p r o m is in g   s o lu tio n s .   T h e  f o ll o win g   s u b s ec tio n s   d escr ib e  th e  m ain   c o m p o n en ts   o f   th e  p r o p o s ed   alg o r ith m .     3 . 5 . 1 .  Sea rc h  div er s it y   a nd   ex plo ra t io n   Sear ch   d iv er s ity   in   PMGHWO  is   m ain tain ed   th r o u g h   th e  co m b in ed   u s e  o f   lea d er - g u i d ed   r ec o m b in atio n ,   p ar ticle - g u id e d   p er tu r b atio n ,   a n d   lim ited   a cc ep tan ce   o f   n o n - im p r o v in g   ca n d id ates.  R ath er   th an   ex p licitly   ca lcu latin g   a   p o p u latio n - d iv e r s ity   in d ex   d u r in g   o p tim izatio n ,   t h e  im p lem en ted   alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         P MGHW O:   A   p a r ticle - g u id e d   a d a p tive  g r ey   w o lf o p timiz er fo r   …   ( Ha n a d i A l - S h a w a b ka h )   2825   p r o m o tes  d iv er s if icatio n   th r o u g h   its   s ea r ch   o p e r ato r s .   Du r in g   th e   f ir s t  5 5 %  o f   th e  iter atio n s ,   p ar ticle - g u id ed   p er tu r b atio n   m ay   r el o ca te  a  city   to   a  n ea r b y   p o s itio n   in   t h e  ca n d id ate  to u r   with   a  p r o b ab ilit y   o f   0 . 2 5 .   I n   ad d itio n ,   a   n o n - im p r o v in g   ca n d id ate  m a y   b e   r etain ed   with   a  s m all  p r o b ab ilit y   o f   0 . 0 2 .   T h ese  m ec h an is m s   r ed u ce   th e  lik elih o o d   o f   p r e m atu r e  co n v er g en ce   wh ile  p r es er v in g   th e  p er m u tatio n   s tr u ct u r e  o f   f ea s ib le  T SP   to u r s .     3 . 5 . 2 .     G WO - ba s ed  lea dersh i p g uid a nce   T h e  p r o p o s ed   PMGHWO  p r eser v es  th e  lead er s h i p   p r in cip l e  o f   th e  GW O   b y   id e n tify in g   th e  th r ee   b est  s o lu tio n s   in   th e   cu r r e n t  p o p u latio n   as  al p h a,   b eta,   an d   d elta.   Ho wev er ,   b ec a u s e  th e  tr av elin g   s alesm an   p r o b lem   is   r ep r esen ted   u s in g   d is cr ete  p er m u tatio n s   o f   city   in d ices,  PMGH W O  d o es  n o t  d ir ec tly   ap p ly   th e   co n tin u o u s   p o s itio n - u p d ate  eq u atio n s   o f   th e  o r ig i n al  GW O.   I n s tead ,   o n e  s o lu tio n   is   r an d o m ly   s elec ted   f r o m   alp h a,   b eta,   an d   d elta  as  th e  f ir s t  p ar en t,  wh ile  th e  g lo b al - b est  to u r   is   u s ed   as   th e  s ec o n d   p ar e n t.  T h ese  lead er s h ip   s o lu tio n s   g u id e  th e  g en er atio n   o f   n ew  ca n d id a te  to u r s   th r o u g h   p er m u tatio n - p r eser v in g   s ea r ch   o p er ato r s .   T h is   s tr ateg y   r etain s   th e  lead er - g u id ed   s ea r ch   c o n ce p t  o f   GW O  wh ile  ad ap tin g   it  to   th e  d is cr ete   s tr u ctu r e  o f   t h e  T SP .     3 . 5 . 3 .   Ada ptiv e  ca nd ida t e  g e nera t io n a nd   re f inem ent   I n   PMGHWO,  ca n d id ate  to u r s   ar e  g en er ated   u s in g   th e  G W O  lead er s h ip   in f o r m atio n   to g eth er   with   cr o s s o v er ,   p ar ticle - g u id ed   p er tu r b atio n ,   a n d   ad a p tiv e  lo ca l  r ef in em en t.  At  ea ch   iter atio n ,   t h e  alp h a,   b eta,   a n d   d elta  s o lu tio n s   ar e  id en tifie d   ac co r d in g   to   th ei r   f itn ess   v alu es.  On e  o f   th ese  th r ee   lead er s   i s   r an d o m ly   s elec ted   as  th e  f ir s t  p ar en t,   wh ile  th e   g l o b al - b est  s o lu tio n   is   u s ed   as  t h e  s ec o n d   p a r en t.   Or d er   cr o s s o v er   is   th en   ap p lied   with   a  p r o b a b ilit y   o f   0 . 9 0   to   g en er ate  a   n ew   ca n d id ate   to u r ;  o th er wis e,   th e   s elec ted   lead er   is   r etain ed .    Du r in g   th e  ea r ly   s ea r ch   s tag e,   d ef in e d   as  th e  f ir s t  5 5 %  o f   th e  to tal  iter atio n s ,   p ar ticle - g u id ed   p er tu r b atio n   is   ap p lied   with   a  p r o b ab ilit y   o f   0 . 2 5 .   T h e  p er tu r b atio n   r elo ca tes  o n e  c ity   to   a  n ea r b y   p o s itio n   i n   th e  to u r ,   p r o v id in g   a   co n tr o lled   m o d if icatio n   th at   s u p p o r ts   ex p lo r atio n   with o u t  s u b s tan tially   d is r u p tin g   th e  cu r r en t  s o lu tio n   s tr u ctu r e.    Du r in g   th e  later   s ea r ch   s tag e,   af ter   6 0 %  o f   th e  to t al  iter atio n s ,   lo ca l  r ef in em e n t  is   ac tiv ated   with   a  p r o b a b ilit y   o f   0 . 7 0 .   A  b o u n d e d   2 - o p t  p r o ce d u r e  with   a  m ax i m u m   o f   2 5   tr ials   is   u s ed   to   im p r o v e   th e  ca n d id ate   to u r .   T h is   s tag e  s tr en g th e n s   ex p lo itatio n   a r o u n d   p r o m is in g   s o lu tio n s   wh ile  k ee p i n g   th e   ad d itio n al  co m p u tatio n al  ef f o r t  b o u n d ed .    Af ter   th ese  o p er atio n s ,   th e  c an d id ate  is   co m p ar e d   with   its   s elec ted   p ar en t.  I f   th e  ca n d id ate  h as  a  s h o r ter   to u r   len g th ,   it  r ep lace s   th e  p ar e n t.  Oth er wis e,   th e  ca n d id ate  is   ac ce p ted   with   a   s m all  p r o b ab ilit y   o f   0 . 0 2 ;  if   it  is   n o t  ac ce p ted ,   th e  p a r en t  is   r etain ed .   T h is   ac ce p tan ce   m e ch an is m   p r im ar il y   f av o r s   im p r o v in g   s o lu tio n s   wh ile  allo win g   lim ited   d iv er s if ic atio n   d u r i n g   th e  s ea r c h .     3. 6 .     T he  o ptim izer   a lg o rit h m   ( P s eudo - co de)   Alg o r ith m   1   s u m m ar izes  th e   m ain   s tep s   o f   PMGHWO.  T h e  p r o ce d u r e   b eg i n s   with   p o p u latio n   in itializatio n   an d   f itn ess   ev al u atio n ,   f o llo wed   b y   th e  i d en t if icatio n   o f   t h e  alp h a,   b eta,   a n d   d elta  s o lu tio n s .   C an d id ate  to u r s   ar e  th e n   u p d a ted   iter ativ ely   ac co r d in g   to   th e  PMGHW O  s ea r ch   p r o ce d u r e  u n til  th e  s to p p in g   cr iter io n   is   r ea ch ed .   T h e  b est to u r   o b tain ed   d u r in g   th e  s ea r ch   is   r etu r n ed   as th e  f in al  s o lu tio n .     Alg o r ith m   1 .   PMGHWO P s eu d o - co d e   Input:   Distance matrix  , population size  , maximum iterations    Output:   Best tour and its fitness   1.   Initialize a population of  random valid TSP tours.    2.   Evaluate the fitness (tour length) of each solution.    3.   Identify Alpha, Beta, and Delta as the three best solutions.    4.   Initialize the global - best solution.    5.   For   = 1 to  do     6.        Rank the population according to fitness.    7.        Update Alpha, Beta, Delta, and the global - best solution.    8.        For   each solution  in the population  do     9.            Randomly select Parent1 from {Alpha, Beta, Delta}.    10.            Set Parent2 = global - best solution.    11.            With probability 0.90:     12.                Generate a candidate tour using Order Crossover                between Parent1 and Parent2.    13.            Otherwise:     14.                Candidate = Parent1.    15.            If   < 0 . 55 ,  then     16.                With probability 0.25:     17.                    Apply particle - guided perturbation to Candidate.    18.            End if     19.            If   > 0 . 60 ,  then     20.                With probability 0.70:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 8 1 9 - 2 8 3 5   2826   21.                    Apply bounded 2 - opt local refinement                    to Candidate (maximum 25 trials).    22.            End if     23.            Evaluate Candidate.    24.            If   Candidate is better than Parent1,  then     25.                Accept Candidate.    26.            Else     27.                Accept Candidate with probability 0.02;    28.                otherwise retain Parent1.    29.            End if     30.        End for     31.        Replace the current population with the updated population.    32.        Update the global - best solution if an improved tour is found.    33.   End for     34.   Return   the global - best tour and its fitness.     3. 7 .     I m ple m ent a t io n  d et a ils   PMGHW O  was  im p lem en ted   in   Py th o n   u s in g   a   p er m u tatio n - b ased   r e p r esen tatio n   f o r   th e   T SP .   E ac h   ca n d id ate  s o lu tio n   is   r ep r esen ted   as  an   o r d er ed   s eq u e n ce   o f   city   in d ices  in   wh ich   e v er y   c ity   ap p ea r s   ex ac tly   o n ce .   I n itial  to u r s   ar e  g en er at ed   as  r an d o m   p er m u tatio n s   o f   all  citie s .   T o   p r eser v e  f ea s ib ilit y   th r o u g h o u t  th e   s ea r ch ,   all  s ea r ch   o p er ato r s   ar e  p er m u tatio n - p r eser v in g .   Or d er   cr o s s o v e r   r etain s   a  s u b s eq u en ce   f r o m   o n e   p ar en t  an d   f ills   th e  r em ain in g   p o s itio n s   u s in g   n o n - d u p lica ted   cities  f r o m   th e  s ec o n d   p a r en t.  T h e  p a r ticle - g u id ed   p er tu r b atio n   r elo ca tes  a  s in g le  city   to   a   n ea r b y   p o s itio n ,   wh ile   th e  b o u n d ed   2 - o p t   p r o ce d u r e  r e v er s es  a   s elec ted   to u r   s eg m en t   wh en   a n   im p r o v em en t   is   o b tain ed .   T h ese  o p er atio n s   th er ef o r e  m o d if y   th e   o r d er in g   o f   cities  with o u t  in tr o d u cin g   d u p licated   o r   m is s in g   cities.    T h e  PMGHWO  s ea r ch   p r o ce d u r e  u s es  th e  th r ee   cu r r en t  GW O  lead er s   an d   th e   g lo b al - b est  s o lu tio n   to   g u id e   ca n d id ate  g e n er atio n .   Or d er   c r o s s o v er   is   ap p lied   with   a  p r o b ab ilit y   o f   0 . 9 0 .   D u r in g   th e  f ir s t  5 5 %  o f   th e  ite r atio n s ,   p ar ticle - g u i d ed   p e r tu r b atio n   is   ac tiv ated   with   a  p r o b ab ilit y   o f   0 . 2 5   to   s u p p o r t  ex p lo r atio n .   A f ter   6 0 %  o f   th e  to tal  iter atio n s ,   b o u n d e d   2 - o p t  lo ca l  r ef in em en t   is   ap p lied   with   a   p r o b ab ilit y   o f   0 . 7 0   u s in g   a  m ax im u m   o f   2 5   tr ials .   C an d id ate  s o lu tio n s   a r e   ac ce p ted   wh en   th ey   im p r o v e  o n   th e  s elec ted   p ar en t,  wh ile  a  n o n - im p r o v in g   ca n d id ate  is   r etain ed   with   a  s m all   p r o b a b ilit y   o f   0 . 0 2   to   m ain tain   lim ited   s ea r ch   d iv er s ity .     3. 8 .    E x perim ent a l  s et up   T h e  ex p er im e n ts   wer e  co n d u cted   o n   th e  ten   T SP L I B   in s t an ce s   d escr ib ed   in   s ec tio n   3 . 3 .   T ab le  2   s u m m ar izes  th e  co m p u tatio n a l  en v ir o n m en t,  p a r am eter   s ettin g s ,   s to p p in g   c r iter ia,   an d   p er f o r m an ce   m ea s u r es  u s ed   in   th e  ev al u atio n .   T h ese  s ettin g s   wer e  k ep t c o n s is ten t a cr o s s   th e  co m p ar e d   alg o r ith m s .       T ab le  2 .   E x p er im en tal  c o n f ig u r atio n   an d   p ar am eter   s ettin g s   C o m p o n e n t   S e t t i n g   P r o g r a m mi n g   l a n g u a g e   P y t h o n   3 . 1 0   H a r d w a r e   e n v i r o n me n t   I n t e l   C o r e   i 7   /   1 6   G B   R A M   O p e r a t i n g   sy st e m   W i n d o w s 1 0   /   1 1   ( 6 4 - b i t )   P o p u l a t i o n   s i z e   30   M a x i m u m   i t e r a t i o n s   3 0 0   I n d e p e n d e n t   r u n s   10   I n i t i a l i z a t i o n   me t h o d   R a n d o m  p e r m u t a t i o n   i n i t i a l i z a t i o n   S t o p p i n g   c r i t e r i a   M a x i m u m   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s   B e n c h mar k   p r o b l e ms   TSP LI B   TSP   i n st a n c e s   P e r f o r ma n c e   me t r i c s   B e st   F i t n e ss,   A v e r a g e   F i t n e ss,   R u n t i m e ,   S t a n d a r d   D e v i a t i o n       3. 9 .     P a ra m et er   s ens it iv it y   a na ly s is   A  s en s itiv ity   an aly s i s   was  c o n d u cte d   to   ex am in e  th e  ef f ec t  o f   th e  ad ap tiv e  r ef in em e n t  r ate  o n   PMGHW O.   Fiv e  v alu es  ( 0 . 2 0 ,   0 . 4 0 ,   0 . 6 0 ,   0 . 8 0 ,   a n d   1 . 0 0 )   wer e  test ed   o n   f o u r   r e p r esen tativ e  T SP L I B   in s tan ce s :  k r o A1 0 0 ,   p r 1 5 2 ,   lin 3 1 8 ,   a n d   p cb 4 4 2 .   All  o th er   ex p er im en tal  s ettin g s   wer e  k ep t  u n ch an g ed ,   an d   ea ch   co n f ig u r atio n   was  ev alu a ted   to   b e   o v er   ten   in d ep en d en t  r u n s .   T h e   r ef in e m en t  m ec h a n is m   was  ac tiv ated   af ter   6 5 %  o f   th e  to tal  iter atio n .   T h is   an aly s is   was   u s ed   to   ass es s   h o w  d if f er en t  r ef in em en t  r ates  af f ec t  th e  s o lu tio n   q u ality   o f   PMGHWO .     3. 10 .     Co m pu t a t i o na l  co m plex it y   a na ly s is           L et  N   d en o te  th e  p o p u latio n   s ize,   T   th e  n u m b er   o f   iter atio n s ,   an d   D   th e  n u m b er   o f   cities.  I n   ea ch   iter atio n ,   PMGHWO  p r o ce s s e s   th e  p o p u latio n   an d   e v alu ates  ca n d id ate  to u r s ,   wh er e  th e  c o m p u tatio n   o f   a  to u r   len g th   r eq u ir es  O( D)   tim e.   T h e  p ar ticle - g u id e d   p er tu r b atio n   an d   th e  b o u n d e d   2 - o p t r ef in e m en t r eq u ir e  at  m o s t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         P MGHW O:   A   p a r ticle - g u id e d   a d a p tive  g r ey   w o lf o p timiz er fo r   …   ( Ha n a d i A l - S h a w a b ka h )   2827   lin ea r   tim e  with   r esp ec t  to   t h e  to u r   s ize  u n d er   th e   f ix e d   n u m b er   o f   r ef in e m en t  tr ials   u s ed   i n   th is   s tu d y .   Ho wev er ,   th e   im p lem e n ted   o r d er - cr o s s o v er   o p er ato r   p e r f o r m s   p er m u tatio n - p r eser v in g   m em b er s h ip   c h ec k s   wh ile  co n s tr u ctin g   a  ca n d id a te  to u r ,   r esu ltin g   in   a   wo r s t - ca s e  co m p lex ity   o f   ( 2 ) .   Sin ce   cr o s s o v er   is   ap p lied   d u r in g   ca n d id ate  g en e r atio n   ac r o s s   th e  p o p u latio n ,   i t  d o m in ates  th e   p er - iter atio n   c o m p u tatio n al   co s t.  T h er ef o r e,   th e  o v er all  wo r s t - c ase  tim e  co m p lex ity   o f   th e  im p lem en ted   PMGHWO is ex p r ess ed   in   ( 1 ) :     O ( N × T × D 2 )   ( 1 )     T h e  ad d itio n al  s ea r ch   m ec h a n is m s   in cr ea s e  th e  co m p u tatio n al  co s t  co m p ar ed   with   th e   b aselin e  GW O,   wh ich   is   co n s i s ten t  wit h   th e  r u n tim e  r esu lts   r ep o r ted   in   s ec tio n   4 . 4 .   T h e  m em o r y   r e q u ir em en t  r e m ain s   O( ND) ,   s in ce   th e  alg o r ith m   s to r es a   p o p u latio n   o f   N  ca n d id ate  to u r s ,   ea ch   c o n tain in g   D  city   in d ices.   As  s h o wn   in   T ab le  3 ,   th e  im p lem en ted   PMGHWO  h as  a  h ig h er   wo r s t - ca s e  asy m p to tic  co m p lex ity   th an   th e   s im p ler   GW O  an d   PS O  im p lem en tatio n s   b ec a u s e  o f   its   p er m u tatio n - p r eser v i n g   o r d er - cr o s s o v er   o p er atio n .   I ts   asy m p to tic  o r d e r   is   co m p ar a b le  to   th e   im p lem en ted   GA,   W OA,   an d   HHO  v ar ian ts ,   wh ich   also   em p lo y   o r d er   cr o s s o v er .   T h e  p r ac tical  r u n tim e  im p ac t  o f   th es e  o p er atio n s   is   ex am in e d   in   s e ctio n   4 . 4 .       T ab le  3 .   C o m p a r is o n   o f   th eo r e tical  co m p u tatio n al  co m p lex it y   A l g o r i t h m   Ti me   c o m p l e x i t y   GA   O ( N   ×   T  ×   D )   PSO   O ( N   ×   T  ×   D )   W O A   O ( N   ×   T  ×   D )   HHO   O ( N   ×   T  ×   D )   G W O   O ( N   ×   T  ×   D )   PMG HWO   O( N   × T   ×   )       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e  p r o p o s ed   PMGHWO  was   ev alu ated   o n   a  s et  o f   s tan d ar d   T SP L I B   b en ch m ar k   in s tan ce s   u s in g   th e  ex p er im en tal  s ettin g s   d escr ib ed   in   th e  p r ev io u s   s ec tio n .   T h is   s ec tio n   r ep o r ts   th e  r esu lts   o b tain ed   an d   co m p ar es  th e   p er f o r m a n ce   o f   PMGHW O  with   f iv e  well - estab lis h ed   m etah eu r is tic  alg o r it h m s .   T h e  ev alu atio n   co n s id er s   s o lu tio n   q u ality ,   r u n tim e,   co n v er g e n ce   b eh av io r ,   an d   s tatis tical  s ig n if ican ce   to   p r o v id e  a   co m p r eh e n s iv e  ass ess m en t o f   th e  p r o p o s ed   m eth o d .     4 . 1 .   O v er a ll  perf o r m a nce  co m pa riso n   T ab le  4   co m p ar es  th e  av er a g e   to u r   len g t h s   o b tain ed   b y   PM GHWO  an d   th e  f iv e  b aselin e  alg o r ith m s   ac r o s s   th e  ten   T SP L I B   in s tan ce s .   Sin ce   th e  o b jectiv e  o f   th e  T SP   is   to   m in im ize  th e  to ta l  to u r   len g th ,   lo wer   v alu es  in d icate   b etter   s o lu tio n s .   PMGH W O  ac h iev ed   th e  lo west  av er ag e  to u r   len g th   o n   ev er y   in s tan ce   co n s id er ed   in   th e  e x p er im en t.  T h e  d if f er e n ce   was  p ar ticu lar l y   n o ticea b le  o n   t h e  lar g er   p r o b lem s .   Fo r   p cb 4 4 2 ,   f o r   e x am p le,   PMGHWO  o b tain ed   an   av e r ag e  t o u r   len g th   o f   3 2 8 , 6 0 8 . 6 0 ,   co m p a r ed   with   3 9 2 , 1 5 2 . 9 0   f o r   GW O  an d   3 7 9 , 2 1 6 . 4 0   f o r   HHO.   A  s im ilar   p atter n   ca n   b e  s ee n   o n   lin 3 1 8 ,   w h er e  th e  co r r esp o n d in g   v al u es  wer e  2 1 2 , 6 9 2 . 8 0 ,   2 6 5 , 6 0 1 . 7 0 ,   a n d   2 6 4 , 1 5 7 . 7 0 .    Acr o s s   th e  co m p lete  b en ch m a r k   s et,   th e  av er ag e  to u r   len g th   o b tain ed   b y   PMGHWO  wa s   a p p r o x im ately   1 8 . 7 5 %  lo wer   t h an   GW O,   1 9 . 7 7 %  lo wer   th a n   HHO,   an d   2 3 . 3 0 %  lo wer   th an   GA.   T h e  d if f er en ce s   r elativ e  to   W OA  an d   PS O  wer e  3 9 . 0 8 %  an d   5 7 . 5 1 %,   r esp ec tiv ely .   T h ese   r esu lts   s h o w  th at  th e  p er f o r m an ce   ad v a n tag e  was  n o t  co n f in ed   to   o n e  p r o b lem   s ize  o r   a  s m all  g r o u p   o f   in s tan ce s .   T h e  co n tr ib u tio n   o f   th e  in d iv id u al  PMGHWO  co m p o n e n ts   is   ex am in ed   s ep ar ately   in   th e  f o llo win g   ab latio n   an aly s is .       T ab le  4 .  Per f o r m an ce   co m p a r is o n   b ased   o n   av er a g e  to u r   len g th   D a t a s e t   GA   G W O   PSO   W O A   HHO   P M G H W O   b e r l i n 5 2   9 3 7 2 . 2 0   9 5 1 3 . 8 0   1 3 2 6 0 . 7 0   1 1 0 2 1 . 8 0   9 5 4 5 . 3 0   8 5 8 3 . 6 0   c h 1 3 0   1 7 8 7 4 . 7 0   1 5 7 9 6 . 5 0   3 4 7 5 0 . 1 0   2 2 7 3 5 . 4 0   1 7 0 2 5 . 6 0   1 2 8 9 9 . 0 0   d 1 9 8   5 9 5 8 1 . 1 0   5 9 4 1 9 . 2 0   1 4 5 1 2 6 . 2 0   8 1 1 8 1 . 0 0   5 2 8 2 9 . 7 0   4 1 1 8 5 . 7 0   e i l 5 1   5 2 9 . 7 0   5 1 3 . 7 0   7 6 3 . 7 0   6 5 2 . 7 0   5 7 0 . 5 0   4 7 5 . 3 0   k r o A 1 0 0   5 0 0 4 1 . 2 0   4 6 2 4 5 . 2 0   1 0 7 9 0 1 . 7 0   6 6 4 4 3 . 6 0   5 0 9 7 7 . 3 0   3 7 9 7 3 . 9 0   l i n 3 1 8   2 8 7 9 2 4 . 0 0   2 6 5 6 0 1 . 7 0   5 1 2 6 5 7 . 1 0   3 4 9 0 3 1 . 3 0   2 6 4 1 5 7 . 7 0   2 1 2 6 9 2 . 8 0   p c b 4 4 2   4 2 0 8 4 4 . 4 0   3 9 2 1 5 2 . 9 0   6 9 9 1 7 9 . 5 0   4 9 8 1 5 0 . 9 0   3 7 9 2 1 6 . 4 0   3 2 8 6 0 8 . 6 0   p r 1 5 2   3 3 4 8 4 5 . 4 0   3 0 9 5 2 0 . 2 0   8 1 0 6 1 0 . 2 0   4 7 1 6 1 5 . 1 0   3 1 2 7 2 2 . 1 0   2 2 4 1 1 8 . 5 0   r a t 1 9 5   8 9 2 2 . 8 0   8 2 1 5 . 2 0   1 8 3 1 5 . 5 0   1 1 5 0 6 . 2 0   8 4 3 1 . 3 0   6 4 2 8 . 8 0   r d 4 0 0   1 1 1 6 1 2 . 5 0   1 0 5 4 1 4 . 3 0   1 8 8 2 5 0 . 4 0   1 3 6 1 2 6 . 6 0   1 0 0 9 3 9 . 8 0   8 6 6 0 4 . 8 0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 8 1 9 - 2 8 3 5   2828   4 . 2 .     Abla t io n  s t ud y   An   ab latio n   s tu d y   was  co n d u c ted   to   ex am in e  th e  co n tr ib u tio n   o f   th e  th r ee   co m p o n en ts   in tr o d u ce d   in   PMGHW O.   E ac h   co m p o n en t   was  r em o v ed   s ep ar ately   wh ile  th e  r em ain in g   s ettin g s   wer e  k ep t  u n ch an g ed .   T ab le  5   r ep o r ts   th e  o v er all  a v er ag e  to u r   le n g th   o b tain ed   b y   th e  r esu ltin g   v ar ian ts ,   an d   Fig u r e  3   s h o ws  th eir   b eh av io r   ac r o s s   th e  in d iv id u al   b en ch m ar k   in s tan ce s .    T h e  clea r est  ch an g e  o cc u r r e d   wh en   a d ap tiv e  r ef in em e n t  was  r em o v ed .   T h e  o v er all  av er ag e  to u r   len g th   in cr ea s e d   f r o m   6 6 , 8 2 4 . 4 8   f o r   th e  f u ll  PMGH W O  to   1 9 3 , 5 4 2 . 2 6 ,   s h o win g   th at  t h is   co m p o n en t  h as  a  m ajo r   r o l e  in   im p r o v in g   s o lu tio n   q u ali ty   d u r in g   th e   later   s tag es  o f   th e  s ea r c h .   I n   c o n tr a s t,  r em o v in g   p a r ticle - g u id e d   s ea r ch   o r   cr o s s o v er   p r o d u ce d   o v er all  av e r ag es  o f   6 5 , 7 7 6 . 8 6   an d   6 6 , 3 9 0 . 1 9 ,   r e s p ec tiv ely ,   wh ich   ar e  s lig h tl y   lo wer   th an   th e  v alu e  o b tain ed   b y   th e  f u ll   co n f ig u r atio n .   T h is   in d icate s   th at  th eir   co n tr ib u tio n   ca n n o t  b e  estab lis h ed   f r o m   th e  o v e r all  av er ag e  alo n e  a n d   s h o u ld   b e   co n s id er ed   to g eth er   with   th eir   b eh av i o r   ac r o s s   in d iv id u al  in s tan ce s .   T h e  a b latio n   r esu lts   th er e f o r e   id en tify   ad ap tiv e  r ef in em e n t  as  th e  d o m in an t  co n tr ib u to r   to   th e  o b s er v e d   p er f o r m an ce   im p r o v em e n t.  I n   co n tr ast,  th e   p ar ticle - g u id ed   s ea r ch   a n d   cr o s s o v er   co m p o n en ts   d o   n o t  p r o v id e  a   co n s is ten t  s tan d alo n e   im p r o v em e n t  in   o v er all  av er ag e  to u r   le n g th ,   s u g g esti n g   th at  th eir   ef f ec ts   ar e  m o r e  d ep en d e n t  o n   t h e   ch ar ac ter is tics   o f   in d iv id u al  b en ch m ar k   in s tan ce s .    Fig u r e  3   p r o v id es  a  v is u al  c o m p ar is o n   o f   th e  d if f er en t  P MG HW O  v ar ian ts   ac r o s s   th e  T SP L I B   b en ch m ar k   in s tan ce s ,   illu s tr atin g   h o w  th e  r em o v al  o f   ea ch   co m p o n en t  in f lu e n ce s   th e  o p tim izatio n   p er f o r m an ce .   Fig u r e   3   s h o ws  th at  th e  e f f ec t  o f   r em o v in g   in d iv id u al  co m p o n en ts   v ar ies  ac r o s s   th e  b en ch m a r k   in s tan ce s .         T ab le  5 .   Ab latio n   an aly s is   o f   t h e  m ain   co m p o n en ts   o f   PMG HW O   V a r i a n t   P a r t i c l e - g u i d e d   s e a r c h   A d a p t i v e   r e f i n e me n t   C r o ss o v e r   O v e r a l l   a v e r a g e   t o u r   l e n g t h   O r i g i n a l   G W O   ✗   ✗   ✗   1 2 2 , 1 5 6 . 8 3   P M G H W O   w i t h o u t   p a r t i c l e - g u i d e d   se a r c h   ✗   ✓   ✓   6 5 , 7 7 6 . 8 6   P M G H W O   w i t h o u t   a d a p t i v e   r e f i n e m e n t   ✓   ✗   ✓   1 9 3 , 5 4 2 . 2 6   P M G H W O   w i t h o u t   c r o ss o v e r   ✓   ✓   ✗   6 6 , 3 9 0 . 1 9   Full   PMG HW O   ✓   ✓   ✓   6 6 , 8 2 4 . 4 8           Fig u r e  3 .   Av e r ag e  to u r   len g th   o b tain ed   b y   th e  d if f er e n t PMG HW O  v ar ian ts   ac r o s s   th e  ev alu ated   T SP L I B   b en ch m ar k   in s tan ce s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.