Документація / Історія
Історичне: дисертація (2026)
Генетичне програмування у плануванні бейсбольного сезону. Проблема здійсненності та оптимізації. Дисертація з комп'ютерної інженерії, ITAM. Науковий керівник: доктор Андрес Гомес де Сільва Гарса. Затверджено 23 липня 2026 року.
Проблема
MLB планує 2 430 ігор для 30 команд приблизно за 180 днів. Кожна команда подорожує між містами, і відстань значно відрізняється від команди до команди. У 2016 році Сіетл подолав 76 683 км, а Чикаго Кабс — 39 015 км.
Пошук розкладу з найменшою загальною відстанню називається Турнірною транспортною задачею (PTT). Це складна задача NP: кількість можливих розкладів зростає настільки швидко, що їх неможливо перевірити всі.
Метод
Генетичне програмування (PG), запропоноване Джоном Козою у 1992 році, імітує еволюцію. Воно створює популяцію рішень, бере найкращі з них, комбінує та модифікує їх для формування нового покоління.
- Представлення: Кожен календар — це дерево. Його вузли — це операції, такі як
crear_juego(дата, домашня команда, гостьова команда) таobtener_calendario, що об'єднує два списки ігор. - Життєздатність (C1): Кожна команда повинна зіграти рівно ту кількість ігор, яку вимагає турнір. Значення 0 означає, що розклад дійсний.
- Відстань (C2): сума передач, обчислена за формулою Гаверсіна на координатах кожного стадіону.
- Програмне забезпечення: три модулі (планувальник, калькулятор і генетична програма) з бібліотекою DEAP, окремо від веб-додатку в Django.
Результати
Спробуйте 30 команд, по 163 ігри на команду, 5-матчеві серії та 20 поколінь.
| Метод | Мабуть. переходу | Ймовірно. мутації | Здійсненність (C1) | Загальна відстань (C2) | Час |
|---|---|---|---|---|---|
| Випадковий пошук | 0.0 | 0.0 | 0 (дійсно) | 2,663,470.70 km Коротша відстань | 200.25 s |
| Генетичне програмування | 0.8 | 0.2 | 0 (дійсно) | 3,182,738.33 km | 3,337.81 s |
Головне відкриття
Генетичне програмування не перевершило випадковий пошук. Воно давало на 19,5% більшу відстань і займало майже 17 разів більше часу. Найкращий календар завжди походив із початкового покоління, яке є випадковим.
У дисертації були визначені такі причини:
- Загальні оператори кросоверу та мутацій змінюють вузли, не знаючи проблеми. Вони майже завжди створюють недійсні календарі.
- Функція пристосованості надає набагато більше ваги життєздатності, ніж відстані. Непридатна дитина завжди програє дійсному батькові.
- Алгоритм швидко зійшов до локального оптимуму і зберіг лише початкові розв'язки.
Негативний результат також є результатом. Він показує, що представлення і оператори мають таке ж значення, як і алгоритм.
Майбутня робота
У дисертації пропонувалися контекстуальні оператори: замість випадкової зміни вузлів міняйте місцями цілі серії або блоки, які підтримують календар дійсним. Він також згадав квантові обчислення для дослідження багатьох конфігурацій одночасно.
Хронологія
- · Доофіційна версія дипломної роботи.
- · Оборона в Мехіко. Дипломна робота затверджена.
Матеріали та цитування
- Дипломний документ, доофіційна версія (PDF, 4.8 MB, іспанською)
- Презентація захисту (PDF, 2.9 MB, іспанською)
Цитування у форматі APA:
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.