Библиографическое описание:Сравнительный анализ схем селекции и замещения для генетического программирования : научное издание / В. В. Становов. - Текст : непосредственный // Сибирский аэрокосмический журнал. - 2026. - Т. 27, № 1. - С. 61-71. - ISSN 2712-8970, DOI 10.31772/2712-8970-2026-27-1-61-71.
Аннотация:The selection mechanism in genetic programming has attracted attention of many researchers, as a result lexicase selection and its variants have been proposed. However, the replacement schemes are often out of the scope of most studies on genetic programming. In this paper, the effects of different selection mechanisms are studied, when they are applied to both parents’ selection and replacement. The aim of the study is to evaluate the efficiency of different parent and environment selection schemes in genetic programming. For this in the paper the four-parent selection, seven replacement are compared and two methods for selecting first parent in a pair, giving a total of 56 combinations. The experiments are performed on a set of 10 regression problems from the PMLB dataset collection, and the determination coefficient is used as a performance metric. The Mann-Whitney statistical tests and Friedman ranking is used for the analysis of the performance values. The analysis of the results show that the down-sampled lexicase selection can is an efficient mechanism, selecting current individual as one of the parents could be beneficial, and that either pair-wise comparison or selection of best of parents and offspring is an efficient replacement strategy. The results obtained in this study can be applied to improve the efficiency of solving symbolic regression problems, which often arise in the aerospace industry, for example for predicting solar panels degradation parameters, or antenna radiation patterns.
Механизм селекции в генетическом программировании привлек внимание многих исследователей, в результате чего были предложена лексикейс селекция и её варианты. Однако схемы замещения часто выходят за рамки большинства исследований по генетическому программированию. В этой статье изучается влияние различных механизмов селекции, когда они применяются как к отбору родителей, так и к замещению. Цель исследования - оценить эффективность различных схем селекции родителей и селекции окружающей средой в генетическом программировании. Для этого в статье сравниваются четыре метода селекции родителей, семь методов замещения и два метода выбора первого родителя в паре, что дает в общей сложности 56 комбинаций. Эксперименты проводились на наборе из 10 регрессионных задач из коллекции PMLB dataset, а коэффициент детерминации использовался в качестве показателя качества. Для анализа значений качества решений использовались статистические тесты Манна - Уитни и ранжирование по Фридману. Анализ результатов показывает, что лексикейс селекция с уменьшенной выборкой может быть эффективным механизмом, выбор текущего индивида в качестве одного из родителей может быть полезным и что либо попарное сравнение, либо выбор лучших из родителей и потомков является эффективной стратегией замещения. Результаты, полученные в этом исследовании, могут быть применены для повышения эффективности решения задач символьной регрессии, которые часто возникают в аэрокосмической отрасли, например, для прогнозирования параметров деградации солнечных панелей или диаграмм направленности антенн.
