Algoritma Metropolis Aplikasi Simulasi Annealing Untuk Menyelesaikan Traveling Salesman Problem

Maka iterasi dihentikan karena telah melewati seluruh titik dengan urutan dengan total bobot dan bentuk lintasan sebagai berikut. ` Gambar 2.8 Solusi optimal Terdapat perbedaan hasil yang cukup besar antara penyelesaian dengan metode enumerasi lengkap dan algoritma greedy meskipun permasalahannya sama dan masih dalam lingkup yang kecil yakni jumlah verteks dan edge yang tidak terlalu banyak. Hal itu dapat dilihat dari hasil yang diperoleh dengan cara enumerasi lengkap yaitu sebesar 890 sedangkan dengan menggunakan algoritma greedy diperoleh bobot sebesar 1060.

2.2 Algoritma Metropolis

Pada tahun 1953 Metropolis, Rosenbluth dan Teller memperkenalkan suatu metode dan algoritma yang sederhana untuk menyimulasikan perubahan benda dari yang bertemperatur sangat tinggi ke dalam “thermal equilibrium” dengan menampilkan langkah per langkah dari simulasi tersebut pada temperatur T Aarts et al, 1989, hal : 14. Mereka menyatakan permasalahan dengan menyimulasikan reaksi partikel dari suatu sistem fisis berdasarkan mekanika statistika. Mekanika statistika adalah aplikasi dari teori probabilitas yang menerapkan fungsi matematika untuk menangani permasalahan dalam jumlah populasi yang besar kedalam bentuk matematika. Metode dasar dari permasalahan ini dinyatakan sebagai probabilitas menemukan sistem fisis Universitas Sumatera Utara didalam state dengan energi E yang sesuai dengan fungsi Gibs-Boltzmann yaitu dimana adalah temperatur dan adalah konstanta Boltzmann. Untuk setiap temperatur fungsi tersebut menurun secara monoton pada energi E, sehingga state yang berada pada sistem fisis tampak lebih seperti menurunkan energi state dari tingginya energi state sebelumnya. Efek dari temperatur adalah ketika nilai kecil probabilitas untuk energi state yang rendah adalah lebih besar daripada energi state yang tinggi. Dengan kata lain, jika nilai temperatur besar, maka perbedaan antara dua probabilitas itu sangat kecil dan sistem menjadi lebih sama persis dalam kondisi state apapun. Definisi 2.2.1 Diberikan state awal i dengan energi , maka state selanjutnya j dihasilkan dengan mengaplikasikan suatu mekanisme acak yang mana mengubah state awal menjadi state selanjutnya dengan tindakan yang kecil, sebagai contoh adalah pertukaran partikel-partikelnya. Energi dari state selanjutnya adalah . Jika perubahan energi yaitu , lebih kecil dari 0, maka state j diterima sebagai state yang akan dipakai selanjutnya. Dan jika perubahan energi tersebut lebih besar atau sama dengani 0 maka state j diterima sebagai state berikutnya jika memenuhi syarat probabilitas berikut. di mana T dinotasikan sebagai temperatur pada ruang panas dan adalah konstanta Boltzmann. Aturan penerimaan diatas disebut dengan kriteria Metropolis dan algoritmanya disebut dengan algoritma Metropolis. Berikut adalah algoritma Metropolis untuk permasalahan minimasi. Mulai Ambil S sebagai solusi current. Ambil sebagai solusi terpilih dengan distribusi seragam secara acak dari tetangga S Jika maka perbaharui Universitas Sumatera Utara yang lain dengan probabilitas perbaharui selain itu tinggalkan S yang tidak berubah akhiri. Kriteria Metropolis diaplikasikan ke simulasi annealing untuk membangkitkan atau mendapatkan suatu barisan solusi dari permasalahan optimasi kombinatorial. Dengan menerapkan algoritma Metropolis ke simulasi annealing maka pada simulasi annealing akan terlihat sebagai suatu iterasi untuk mengevaluasi seluruh perubahan fungsi objektif dan nilai penurunan suhu.

2.3 Simulasi Annealing