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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.
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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
| Estrategia | Política de control poblacional |
|---|---|
| Sustitución total | Renovación de toda la población en cada generación. |
| Sustitución parcial | Sustitución del 25% de la población. |
| Elitismo | Conservación del 10% de los mejores individuos. |
| Control por edad | Renovación 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.
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La fecha indicada en esta página corresponde a su incorporación al sitio el 14 de octubre de 2026.