pso.py

   1 """Particle swarm optimization"""
   2
   3 import random
   4 import multiprocessing
   5 from functools import partial
   6
   7 def particle(dimension, bound, v_max, func_d):
   8     position = [2 * bound * random.random() - bound for _ in xrange(dimension)]
   9     velocity = [2 * v_max * random.random() - v_max for _ in xrange(dimension)]
  10     value = func_d(*position)
  11     return value, position, velocity, value, position
  12
  13 def move(particle, omega, phi_p, phi_g, v_max, global_best, func_d):
  14     _, position, velocity, best_value, best_position = particle
  15     position = [p + v for (p, v) in zip(position, velocity)]
  16     velocity = [omega * v
  17                 + phi_p * random.random() * (b - x)
  18                 + phi_g * random.random() * (g - x)
  19                 for (v, x, b, g) in zip(velocity, position,
  20                                         best_position, global_best)]
  21     velocity = [min(max(v, - v_max), v_max) for v in velocity]
  22     value = func_d(*position)
  23     if value > best_value:
  24         best_value, best_position = value, position
  25     return value, position, velocity, best_value, best_position
  26
  27 def optimize(dimension, boundary, function_d, n_parts, n_turns):
  28     pool = multiprocessing.Pool(None)
  29     v_max = 30.
  30     particles = [particle(dimension, boundary, v_max, function_d)
  31                  for _ in xrange(n_parts)]
  32     gl_best = max(particles)
  33     for _ in xrange(n_turns):
  34         move_p = partial(move,
  35                          omega=0.98, phi_p=2.75, phi_g=3., v_max=v_max,
  36                          global_best=gl_best[1], func_d=function_d)
  37         particles = pool.map(move_p, particles)
  38         gl_best = max(max(particles), gl_best)
  39     pool.terminate()
  40     pool.join()
  41     return gl_best[1]