Оптимизация параметра величины колонии в муравьином алгоритме для решения задачи маршрутизации в сетях связи

Аннотация

С ростом количества информации и сложности сетей связи остается актуальным вопрос маршрутизации. Задача маршрутизации является классической задачей построения логической структуры сети связи. Для решения этой задачи используется множество методов, такие как генетические алгоритмы, муравьиный алгоритм, роевой интеллект, алгоритм искусственной пчелиной колонии, светлячковый алгоритм, алгоритм оптимизации бактериального поиска пищи и др. Несмотря на то, что эффективность использования муравьиного алгоритма широко известна и описана, однако нет единого подхода к нахождению оптимального варианта использования алгоритма. Возникает необходимость определения оптимальной величины колонии при решении задачи маршрутизации. В статье описаны результаты имитационного процесса моделирования поведения колоний муравьев разной величины для поиска оптимального маршрута посредством программной среды AnyLogic. Определено, что посредством имитационного моделирования можно воспроизвести использование муравьиного алгоритма для решения задачи маршрутизации в сетях связи. Для поиска оптимального соотношения величины колонии и сложности задачи можно использовать методологию поиска по сетке. Полученные результаты наглядно демонстрируют, что с ростом сложности задачи (количества узлов связи) одинаковое количество муравьев хуже справляется с решением поставленной задачи. Проблема, связанная с необходимостью точного определения оптимальной величины колонии, имеет важное прикладное значение, потому что рост величины колонии имеет в целом убывающую полезность. Выявлено, что зачастую увеличение количества муравьев со 100 до 500 давала относительно больший эффект, чем увеличение размера колонии с 1000 до 10000. Обосновано, что посредством имитационного моделирования можно применять муравьиный алгоритм как метод решения задачи маршрутизации в сетях связи.