Ugrás a tartalomra
Koza-TTP

Dokumentáció / Történelem

Történelmi: a tézis (2026)

Genetikai programozás a baseball szezontervezésben. Megvalósíthatósági és optimalizálási probléma. Számítógép-mérnöki szakdolgozat, ITAM. Témavezető: Dr. Andrés Gómez de Silva Garza. 2026. július 23-án hagyták jóvá.

A probléma

Az MLB körülbelül 180 nap alatt 2 430 mérkőzést tervez 30 csapatnak. Minden csapat városok között utazik, és a távolság csapatonként jelentősen eltér. 2016-ban Seattle 76 683 km-t tett meg, míg a Chicago Cubs 39 015 km-t.

A legkisebb össztávolságú menetrend megtalálását Tournament Transportation Problem-nek (PTT) nevezik. Ez egy NP-nehéz probléma: a lehetséges menetrendek száma olyan gyorsan nő, hogy nem tudod mindet ellenőrizni.

A módszer

A genetikai programozás (PG), amelyet John Koza javasolt 1992-ben, az evolúciót utánozza. Megoldások populációját hozza létre, a legjobbakat választja, majd egyesíti és módosítja őket, hogy új generációt alkosson.

  1. Ábrázolás: Minden naptár egy fa. Csomópontjai olyan műveletek, mint crear_juego (dátum, hazai csapat, idegen csapat) és obtener_calendario, amelyek két meccslistához csatlakoznak.
  2. Életképesség (C1): Minden csapatnak pontosan annyi mérkőzést kell játszania, amennyit a torna előír. 0 érték azt jelenti, hogy a menetrend érvényes.
  3. Távolság (C2): az áthelyezések összege, amelyet a stadionok koordinátáiról alkotott Haversine képletével számítanak ki.
  4. Szoftver: három modul (tervező, számoló és genetikai program) a DEAP könyvtárral, külön egy webalkalmazástól Django-ban.

Az eredmények

Próbálj ki 30 csapatot, 163 meccset csapatonként, 5 meccses sorozatot és 20 generációt.

A véletlenszerű keresés és a genetikai programozás összehasonlítása
Módszer Valószínűség. átkelés Valószínűség. a mutáció Megvalósíthatóság (C1) Teljes távolság (C2) Idő
Véletlenszerű keresés 0.0 0.0 0 (érvényes) 2,663,470.70 km Rövidebb távolság 200.25 s
Genetikai programozás 0.8 0.2 0 (érvényes) 3,182,738.33 km 3,337.81 s

A fő felfedezés

A genetikai programozás nem teljesítette felül a véletlenszerű keresést. 19,5%-kal nagyobb távolságot adott, és majdnem 17-szer tovább tartott. A legjobb naptár mindig az első generációból származik, ami véletlenszerű.

A szakdolgozat ezeket az okokat azonosította:

  • A generikus crossover és mutációs operátorok anélkül, hogy tudnák volna a problémát, cserélnek csomópontokat. Szinte mindig érvénytelen naptárakat eredményeznek.
  • A alkalmasságfüggvény sokkal nagyobb súlyt ad az életképességnek, mint a távolságnak. Egy betegtelen gyermek mindig veszít egy érvényes szülővel szemben.
  • Az algoritmus hamarosan egy helyi optimumhoz konvergálódott, és csak az eredeti megoldásokat tartotta meg.

A negatív eredmény is eredmény. Ez azt mutatja, hogy a reprezentáció és az operátorok ugyanolyan fontosak, mint az algoritmus.

Jövőbeli munkák

A tézis kontextuális operátorokat javasolt: ahelyett, hogy véletlenszerűen cserélnénk csomópontokat, cserélj egy egész sorozatot vagy blokkot, amelyek fenntartják a naptárt. Megemlítette a kvantumszámítást is, hogy egyszerre sok konfigurációt lehet felfedezni.

Nézd meg, mi történt a szakdolgozat után

Idővonal

  1. · A szakdolgozat hivatalos előzetes változata.
  2. · Védelem Mexikóvárosban. A szakdolgozat jóváhagyva.

Anyagok és hivatkozások

Hivatkozás APA formátumban:

Brenes Valencia, L. P. (2026). Programación genética en la planificación de temporadas de béisbol (Tesis de Ingeniería en Computación). Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM), Ciudad de México, México.