Artículos

Análisis Comparativo de Estrategias de Control Poblacional en Algoritmos Genéticos Aplicados al Problema de las N-Reinas

Artículo de fin de grado que compara sustitución total, sustitución parcial, elitismo y control por edad, con el mismo presupuesto de evaluaciones de aptitud para el problema de las N-Reinas.

Esta página presenta el artículo de fin de grado de Vinícius Rubin e Igor Yepes, del Instituto Federal Farroupilha — Campus Frederico Westphalen. El texto científico completo está disponible en portugués; esta página ofrece una presentación en español.

Leer el artículo completo en PDF (portugués) · Consultar el repositorio y los fuentes LaTeX

Problema y objetivo

El problema de las N-Reinas consiste en colocar N reinas en un tablero N × N sin que se ataquen entre sí. El trabajo investiga cómo distintas políticas de conservación y sustitución de individuos afectan la convergencia, la calidad de las soluciones y el coste computacional de los algoritmos genéticos aplicados a este problema.

La representación mediante permutaciones elimina los conflictos en filas y columnas. La función de aptitud evalúa los conflictos diagonales, buscando una configuración sin ataques.

Estrategias comparadas

EstrategiaPolítica de control poblacional
Sustitución totalRenovación de toda la población en cada generación.
Sustitución parcialSustitución del 25% de la población.
ElitismoConservación del 10% de los mejores individuos.
Control por edadRenovación según el tiempo de vida, inspirada en GAVaPS, con población variable.

Protocolo experimental

La comparación mantiene constantes los operadores genéticos y utiliza el mismo presupuesto de evaluaciones de la función de aptitud:

  • Población inicial de 100 individuos.
  • Selección por torneo binario y cruce OX.
  • Mutación por intercambio con una tasa del 10%.
  • 100 ejecuciones independientes por configuración.
  • Finalización al encontrar una solución válida o alcanzar 2 × P × N evaluaciones, donde P es el tamaño de la población inicial y N es el número de reinas.

El análisis considera la tasa de éxito, la calidad de las soluciones, las evaluaciones consumidas, las generaciones y el tiempo de ejecución. El artículo describe la herramienta experimental como una implementación en Python con NumPy, Numba y Matplotlib.

Principales resultados

En las condiciones evaluadas, el control por edad ofreció un buen equilibrio entre calidad y eficiencia en instancias intermedias. El elitismo destacó en instancias mayores, con un coste temporal más alto. Las estrategias de sustitución total y parcial perdieron rendimiento al aumentar el tamaño del problema.

Estos resultados muestran la influencia de la política de renovación poblacional en la búsqueda evolutiva. El PDF original contiene los gráficos y la discusión completa.

Materiales disponibles y limitaciones

El repositorio reúne el PDF del artículo, los fuentes LaTeX, la bibliografía BibTeX y los gráficos. El código de los experimentos, las semillas y los datos brutos no están incluidos; compilar el documento reconstruye el artículo, pero no reproduce los experimentos.

Las conclusiones se refieren al problema y a los parámetros estudiados. El trabajo señala como limitaciones el uso de un único problema, los parámetros fijos y la ausencia de análisis estadísticos formales profundos.

Artículo original

Título original: Análise Comparativa de Estratégias de Controle Populacional em Algoritmos Genéticos Aplicados ao Problema das N-Rainhas.

Autores: Vinícius Rubin e Igor Yepes.

Institución: Instituto Federal Farroupilha — Campus Frederico Westphalen.

Consultar el PDF original (portugués) y los materiales del trabajo en GitHub.

La fecha indicada en esta página corresponde a su incorporación al sitio el 14 de octubre de 2026.

Proyectos relacionados

← Volver a los artículos