WCA

Water cycle algorithm
A novel methauristic optimization
method for solving constrained
engineering optimization problems
Lina Fernanda Rosales Castro
Optimización Bio Inspirada
Universidad Nacional de Colombia
Sede Bogotá

Contenido
1.
2.
3.
4.

Autores
Introducción
Conceptos básicos
El algoritmo
1.
2.
3.
4.
5.

Crear la población
Flujo de las corrientes a los rios y mar
Evaporación
LluviaDiagrama

5. Ejemplos y Resultados

Autores
• Hadi Eskandar

•
•
•
•
•

Ingeniero mecánico de la U.
islámica Azad, Iran 2007.
M.S en U. Semnan, Irán 2009
17 artículos
Sector petrolero
A.G, optimización,
metahuristicas, redes
neuronales

• Alli Sadollah

•

•
•
•

Ingeniero mecánico de la
universidad islámica Azad,
Irán 2007.
M.S U. Semnan, Irán 2010.
PhD U. de Malaya 2013
11 Artículos – 146 citasAlgoritmos, optimización,
metahuristicas, redes
neuronales

Autores
• Ardeshir Bahreininejad

•
•
•
•
•
•

Ingeniero civil de la U. Arberdeen
U.K 1990 .
M.S en U. Dundee, U.K 1991
PhD U. Heriot-Watt, U.K 1996
72 publicaciones – 666 citaciones
Sector petrolero
Business Intelligence, Optimización,
A.I, Machine Learning.

• Mohd Hamdi

•
•
•
•
•

Ingeniero mecánico de la U.
Imperial U.K, 1994.
M.S U.Manchester, U.K2010.
PhD U.de Kyoto 2003
132 publicaciones – 676 citas
Manufactura avanzada,
Maquinaria no tradicional,
Procesamiento de materiales

Introducción
• Es un algoritmo de
optimización para
resolver problemas
con restricciones.
• Usa la dinámica de
poblaciones
• Inspirado en el ciclo
del agua.

Conceptos básicos

Ciclo del agua

Conceptos básicos
• Los ríos y las corrientes se formancuando el
agua fluye alto a uno más bajo. Las corrientes
que alimentan los ríos se forman en los lugares
más alto, y los ríos fluyen hacia el mar a medida
que la altura desciende.

El algoritmo

Población inicial
Al empezar el algoritmo, se crea una población
de Raindrops con valores aleatorios para cada
individuo en cada variable.

Crear la población Inicial
•El  costo de cada Raindrop seobtiene
evaluando la función de costo:

Donde y son el número de raindrops y el
número de variables de diseño.
En el primer paso Se crea una población de

Crear la población Inicial
 Un

número de indivibiduos son
seleccionados como rios y y el mar.
El mar es el individio con menor costo se
selecciona como el mar. Entonces:

Crear la población Inicial
 Para

asignar los raindrops al rio y al mardependiendo de la intensidad de la corriente
se tiene:

En donde es el número de corrientes que
fluyen hacia un rio o mar específico.

Flujo de las corrientes al mar o
rios
 Todas

las corrientes deben terminar en el mar.
Una corriente fluye a un rio sobre la línea que los
conecta una distancia aleatoria escogida así:

Donde es un número entre 1 y 2 siendo 2 su
mejor valor. es la distancia entre lacorriente y el
rio y es un número aleatorio.

Flujo de los ríos
La nueva posición de los ríos y corrientes se
determina así:

Flujo de los ríos
Si la posición de una corriente es mejor que la
del rio, estos intercambian de posición. También
aplica para los ríos y los mares.

Evaporación
La evaporación es muy importante para prevenir
una rápida convergencia.
Este proceso es similar al natural,el agua se
condensa en las nubes y después vuelve al
suelo en forma de lluvia.

Evaporación
 El

siguiente código muestra cuando un rio
debe fluir al mar:

En donde es un valor pequeño que indica que
tanto se puede acercar un rio a el mar.
Cuando estan muy cerca el agua se evapora y
llueve.

Evaporación
 Un

valor grande reduce la busqueda mientras
que uno pequeño la aumenta cerca al mar. Elvalo de decrece de la forma:

Lluvia
 Despues

de la evaporación, la nuevas gotas
de lluvia forma nuevas corrientes en diferentes
lugares (como la mutación en el GSA). La
posición de las nuevas corrientes se define:
Donde son el upper bound y el lower bound
definidos en el problema.

Lluvia

Manejo de restricciones
1. Cualquier solución factible es mejor que una no
factible
2. Soluciones...