首页
学习
活动
专区
圈层
工具
发布
社区首页 >问答首页 >在Genetic Algroithims的Fitness函数中使用嵌套for循环会使速度变得太慢

在Genetic Algroithims的Fitness函数中使用嵌套for循环会使速度变得太慢
EN

Stack Overflow用户
提问于 2019-07-15 02:00:50
回答 1查看 188关注 0票数 0

我正在尝试使用" GA“软件包的遗传算法,但在制作适应度函数时遇到了一个问题,我使用GA来模拟我的数据,并在我的模型中获得最适合常量的值。

我的数据来自对汽车速度和其他参数的观察,假设我有一辆汽车,它进行了两次旅行,我想为它建立一个模型。每一次行程都有多个列(速度,对向车的增量速度,以及两辆车之间的距离),所以我必须取每次行程的第一行,并将其传递给适应度函数中的方程,然后方程将为速度,增量速度和距离生成新的结果,然后我必须使用新的值并生成其他值,然后将模拟距离与我的数据中的旧距离进行比较,通过GA获得最小的差值。

首先:这是我的数据。https://drive.google.com/open?id=1923Jl6pDnQa_tGAluANUfIWCcyf85YVq

第二:这是我的适应度函数和GA

代码语言:javascript
复制
Fitness_Function <- function(data, M_Acc, D_Speed, Beta, Com_Acc, Gap_J, D_Time){

        Trips_IDs <- sort(unique(data$FileName))
        # Trip=1;ROW=1
        Calibrated_DF <- data.frame()
        for (Trip in 1:2) {

                Trip_Data <- data%>%filter(FileName==Trips_IDs[Trip])
                attach(Trip_Data, warn.conflicts=F)

                for (ROW in 1:(nrow(Trip_Data)-1)) {
                        if (ROW==1) {
                                speed <- Filling_Speed[1]
                                Delta_V <-  Filling_DeltaVelocity[1]
                                Dist <- Filling_Range[1]
                                # M_Acc = 0.8418 ;D_Speed =29.2 ;Beta = 3.52
                                # Com_Acc = 0.8150 ;Gap_J = 1.554 ;D_Time = 0.878

                                Distance <- speed*D_Time - (speed*Delta_V)/(2*sqrt(M_Acc*Com_Acc))
                                if (Distance < 0 ) {
                                        Distance <- 0
                                }
                                D_Gap <- Gap_J + Distance
                                Acceleration <- M_Acc*(1-(speed/D_Speed)^Beta-(D_Gap/Dist)^2)
                        }else{
                                speed <- speed_C
                                Delta_V <- Delta_V_C
                                Dist <- Dist_c
                                Distance <- speed*D_Time - (speed*Delta_V)/(2*sqrt(M_Acc*Com_Acc))
                                if (is.na(Distance)) {

                                }
                                Distance = 0
                                if (Distance < 0 ) {
                                        Distance <- 0
                                }
                                D_Gap <- Gap_J + Distance
                                Acceleration <- M_Acc*(1-(speed/D_Speed)^Beta-(D_Gap/Dist)^2)

                        }
                        Lead_Veh_Speed_F <- Filling_Speed[ROW+1]+Filling_DeltaVelocity[ROW+1]
                        speed_C <- speed + Acceleration*0.1 
                        Delta_V_C <- Lead_Veh_Speed_F-speed_C
                        Dist_c <- Dist+(Delta_V_C+Delta_V)/2*0.1
                        Calibrated_DF <- rbind(Calibrated_DF,c(Dist_c,ROW+1,Trips_IDs[Trip],Trip_Data$Filling_Range[ROW+1]))
                }
                detach(Trip_Data)
        }
        colnames(Calibrated_DF) <- c("C_Distance","row","Trip","Actual_Distance")
        Calibrated_DF$Dif <- (Calibrated_DF$C_Distance-Calibrated_DF$Actual_Distance)^2

        RMSPE <- sqrt(sum(Calibrated_DF$Dif)/sum(Calibrated_DF$Actual_Distance^2))


        return(RMSPE)
        # return(Calibrated_DF)
}
GA_Test <- ga(type='real-valued', lower=c( 0.1 , 1 , 1 , 0.1 , 0.1 , 0.1 ),  
              upper=c( 5 , 40 , 40 , 5 , 10 , 5 ), popSize=300, maxiter=300,run = 100,
              keepBest=T, names = c("M_Acc", "D_Speed", "Beta", "Com_Acc", "Gap_J", "D_Time"),
              fitness = function(b) -Fitness_Function(data, b[1],b[2], b[3],b[4],b[5],b[6]))

我的问题是:代码非常大,甚至一次迭代都很慢,我尝试使用dplyr而不是for循环,但用dplyr不可能做到这一点,因为我必须计算距离,然后计算加速度,然后再计算其他行的速度,而我找不到办法用dplyr做到这一点。我将在这里发布使用Dplyr的测试版代码,但它并不完整,因为我无法完成它。

所以请帮帮我。

代码语言:javascript
复制
data <- data%>%group_by(Driver,FileName)%>%
        mutate(Distance_Term = ifelse(row_number()==1,Speed_C*D_Time - (Speed_C*Delta_V_C)/(2*sqrt(M_Acc*Com_Acc)),0))
data <- data%>%mutate(Distance_Term = ifelse(Distance_Term < 0 , 0, Distance_Term))%>%
        mutate(D_Gap = Gap_J + Distance_Term,Acceleration_C = M_Acc*(1-(Speed_C/D_Speed)^Beta-(D_Gap/Distance)^2))

注: trip ID中的FileName列也说明我的PC具有良好的资质,因此问题不在我的PC

EN

回答 1

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2019-07-20 04:59:33

我已经用purrr中的accumulate2函数改变了for循环,所以它更快更高效,我从这个问题Calculate variables using equations then use the generated values to generate new one得到了这个答案

代码语言:javascript
复制
Objective_Function <- function(data, M_Acc, D_Speed, Beta, Com_Acc, Gap_J, D_Time){

                myfun <- function(list, lcs,lcs2){
                        ds <- lcs - list[[1]]
                        Distance <- list[[1]]*D_Time - (list[[1]] * ds) / (2*sqrt(M_Acc*Com_Acc))
                        if (Distance < 0|is.na(Distance)) {Distance <- 0}
                        gap <-  Gap_J + Distance
                        acc <- M_Acc * (1 - (list[[1]] / D_Speed)^Beta - (gap / list[[2]])^2)
                        fcs_new <- list[[1]] + acc * 0.1
                        ds_new <- lcs2- fcs_new
                        di_new <- list[[2]]+(ds_new+ds)/2*0.1
                        return(list(Speed = fcs_new,Distance = di_new))

                } 

                Generated_Data <- data %>%group_by(Driver,FileName)%>%
                        mutate(Speed_Distance_Calibrated = accumulate2( .init = list(Filling_Speed[1],
                                                                                     Filling_Range[1]),.x =  Lead_Veh_Speed_F,.y = Lead_Veh_Speed_F2, myfun)[-1])%>%ungroup()
                Generated_Data <- Generated_Data %>% group_by(Driver,FileName)%>% 
                        mutate(Speed_Distance_Calibrated = append(list(list(Speed = Filling_Speed[1],Distance = Filling_Range[1])),Speed_Distance_Calibrated[-length(Speed_Distance_Calibrated)]))%>%ungroup()

                Dif <- map_df(Generated_Data$Speed_Distance_Calibrated, `[`, 2)
                Generated_Data <- Generated_Data %>% mutate(Dif_sq = (Dif$Distance - Generated_Data$Filling_Range)^2)
                RMSPE <- sqrt(sum(Generated_Data$Dif_sq)/sum(Generated_Data$Filling_Range^2))


                return(RMSPE)


        }
            GA_Test <- ga(type='real-valued', lower=c( 0.1 , 1 , 1 , 0.1 , 0.1 , 0.1 ),  
                          upper=c( 5 , 40 , 40 , 5 , 10 , 5 ), popSize=300, maxiter=300,run = 100,
                          keepBest=T, names = c("M_Acc", "D_Speed", "Beta", "Com_Acc", "Gap_J", "D_Time"),
                          fitness = function(b) -Objective_Function(data, b[1],b[2], b[3],b[4],b[5],b[6]),parallel = TRUE)
            Summary <- summary(GA_Test)
票数 0
EN
页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/57029872

复制
相关文章

相似问题

领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档