懒人救星版:

     1.任意多输入多输出都可以用(采用如下三套数据集:

4输入2输出.xlsx  4输入3输出.xlsx   5输入3输出.xlsx数据特点:(多元化的数据)

包含0-1数据、大于1的数据和极大的数据(10的8次方)

3.统计误差指标和决定系数R2都有

每个代码压缩文件包改动代码处不超过6处

如下图代码中:(改动点总计6处代码即可运行)

改动点和改动详细说明都已标注在代码中

前沿图:

三目标为例图(支持任意多目标,这里只展示二目标和三目标)

三目标为例图(支持任意多目标,这里只展示二目标和三目标)

代码整体运行效果如下图:

以二目标为例效果图:

以三目标为例效果图:

RBF运行的误差指标如下图:(含mae,mse,rmse,mape和R2)

RBF的运行效果图如下:

NSGA3-Topsis结合后求解的结果图:

熵权法Topsis求解帕累托前沿解各解的接近度如下:

采用的数据集如下:

4输入2输出.xlsx如下:

4输入3输出.xlsx如下:

5输入3输出如下:

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首先,Topsis,也就是逼近理想解排序法,是一种多准则决策分析方法。它的基本思想是通过计算各方案与理想解(正理想解)和负理想解之间的距离来进行排序。理想解是各指标的最优值,负理想解是各指标的最劣值。然后根据相对接近度来排序,相对接近度越高,方案越优。

然后是熵权法,这是一种客观赋权方法,用于确定各指标的权重。熵原本是热力学中的概念,后来在信息论中用于衡量信息的不确定性。熵权法通过计算各指标的熵值来判断该指标的离散程度,离散程度越大,熵值越小,信息量越大,权重也就越高。反之,离散程度越小,熵值越大,权重越低。

Topsis 熵权法是指在 Topsis 中使用熵权法来确定各指标的权重,而不是主观赋权。这样可以让权重的确定更客观,减少主观因素的影响。

Topsis 熵权法是一种结合了逼近理想解排序法(Topsis)和熵权法的多准则决策分析方法,主要用于解决多指标评价问题。其核心思想是通过熵权法客观确定指标权重,再利用 Topsis 对方案进行排序。

原理如下:

包括数据标准化、熵权计算、加权矩阵构建、理想解确定、距离计算和排序

1. 数据标准化

2. 熵权法计算指标权重

熵权法通过指标的信息量客观确定权重,步骤如下:

3. 构建加权标准化矩阵

4. 确定正理想解和负理想解

NSGA-2 和 NSGA-3 主要有以下区别:

  • 提出时间与背景1
    • NSGA-2:1992 年由 Deb 等人提出,是经典多目标优化算法,旨在改进 NSGA 算法,解决其在非支配排序时间复杂度高、不支持精英策略和需指定共享参数等问题。
    • NSGA-3:2013 年由 Deb 提出,是基于 NSGA-2 针对高维多目标优化问题改进的算法。因为 NSGA-2 处理三个及以下目标问题表现良好,但处理高维问题时性能会下降。
  • 非支配排序策略3
    • NSGA-2:将个体按支配关系划分到不同层级,然后按层级从前往后排序。例如,在一个双目标优化问题中,通过比较每个个体在两个目标上的表现,确定其是否被其他个体支配,从而划分层级。
    • NSGA-3:通过将个体按照参考点所在的超平面划分到不同集合中,然后按照集合的优先级从前往后排序。先寻找理想点,构建超平面并进行目标归一化,再根据个体与参考点的关系进行划分。
  • 选择机制
    • NSGA-2:使用拥挤度距离作为衡量标准之一,在同一非支配等级里更倾向于边界上的样本。通过计算每个个体在目标空间中周围个体的密度,选择密度较小区域的个体,以保持种群的多样性。
    • NSGA-33:借助预先设置的一系列理想化的目标组合,即 “参考点”,引导搜索路径趋向理想的帕累托前沿形状。计算个体与参考点之间的距离来选择出最优解集,使算法更好地探索前沿解集的不同部分。
  • 适用场景3
    • NSGA-2:适用于最多三个目标的多目标优化问题。在低维问题中,能够快速找到帕累托前沿,并保持较好的种群多样性。
    • NSGA-3:更适合处理高维多目标优化问题,即四个及以上目标的优化问题。在面对高维复杂环境时,能更精准地逼近真实最优解集,在解集的分布性和多样性方面表现更优。
  • 种群多样性维持方式
    • NSGA - 212:在 NSGA-2 中用拥挤比较的方法替换了共享函数方法,根据每一目标函数计算个体两侧的两个点的平均距离,以最近邻居作为顶点的长方体周长的估计值作为拥挤系数,选择拥挤系数大的个体来维持多样性。
    • NSGA - 31:采用种群的自适应标准化和关联操作。通过寻找理想点、计算极值点、构建超平面找到截距并进行目标归一化,让群体中的个体分别关联到相应的参考点,从而维持种群多样性。

RF_NSGA3_TopsiS

SVRNSGA_Topsis

Kriging+任意多目标+Topsis

RF+任意多目标+Topsis

SVR+

RBF神经网络:RBF,全称 Radial Basis Function Neural Network(径向基函数神经网络),是一种前馈神经网络,主要用于 函数逼近、分类和时间序列预测。

网络结构:

RBF 神经网络一般有三层:

  1. 输入层:直接传递输入特征。
  2. 隐藏层:核心,使用**径向基函数(RBF)**作为激活函数。
  3. 输出层:线性组合隐藏层输出,给出最终结果。

核心:隐藏层的径向基函数(RBF)

最常用的径向基函数是 高斯函数,形式如下:

最常用的径向基函数是 高斯函数,形式如下:

RBF 的优势:

  • 模型训练快,尤其适合实时场景;
  • 适合函数拟合和小数据;
  • 可视化强,解释性好。
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