A Novel Sarpa Salpa-Inspired Optimization Algorithm: Performance Evaluation and Comparison with Particle Swarm Optimization on Benchmark Functions

منشور: 2025-07-09

الملخص

This paper introduces a novel optimization algorithm inspired by the behavior of the Sarpa Salpa fish, referred to as SSOA. The algorithm mimics the natural exploration and exploitation strategies of Sarpa Salpa, incorporating adaptive mechanisms for improved search efficiency in complex multimodal landscapes. Performance evaluation is conducted on standard benchmark functions Rastrigin, Griewank, Sphere, and Ackley across multiple dimensionalities (2D, 5D, 10D, 20D, and 50D). Statistical analyses over repeated trials show that SSOA outperforms the classical Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm in terms of accuracy, robustness, and success rate, especially in higher-dimensional problems. In addition, a sensitivity analysis of key parameters (alpha, beta, gamma, and inertia weight) demonstrates the algorithm's resilience to parameter variations, while highlighting that extreme parameter values can degrade performance. Despite a moderate increase in computational cost, the algorithm demonstrates strong potential for solving challenging global optimization problems.

الكلمات المفتاحية: Sarpa Salpa-inspired optimization metaheuristic algorithms Particle Swarm Optimization benchmark functions multimodal optimization global search high-dimensional optimization statistical evaluation

كيفية الاقتباس

Saad A. SALAMA, & Emad F. H. QASIM. (2025). A Novel Sarpa Salpa-Inspired Optimization Algorithm: Performance Evaluation and Comparison with Particle Swarm Optimization on Benchmark Functions. Bani Waleed University Journal of Humanities and Applied Sciences, 10(3), 213-228. https://doi.org/10.58916/jhas.v10i3.852

الرخصة

Creative Commons License

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.

السيرة الشخصية للمؤلف

  • Saad A. SALAMA، Department of Mathematics, Faculty of Science, University of Tobruk, Tobruk, Libya

    السيرة الذاتية

     

                     

     

    المؤهلات العلمية:

    -1 دبلوم معلمين خاص رياضيات وعلوم عام 1171م معهد ناصر للمعلمين بنغازي.

    -2 الشهادية الثانوية العامة منازل طبرق العام الدراسي 2222-1111م.

    -3 بكالوريوس علوم تخصص رياضيات عام 2222-2223م جامعة عمر المختار.

    من كلية الدراسات

    م2222/1/22

    بتاريخ

    -2 ماجستير في علوم الرياضيات تخصص معادلات تفاضلية العليا جامعة وادي النيل جمهورية السودان.

    أستاذ مساعد ورئيس قسم الرياضيات بكلية العلوم جامعة طبرق.

    الوظيفية الحالية:

    التدرج الوظيفي:

    معهد ناصر للمعلمين

    على دبلوم معلمين خاص رياضيات وعلوم من

    1171م تحصل

    (1 خلال العام

    بنغازي، تعين بموجبه مدرساً بالتعليم العام.

    (2 باشر العمل بالتعليم العام بتاريخ 1171/12/21م مدرساً للرياضيات بمدرسة المنار الإعدادية.

    (3 بتاريخ 1122/2/11م تم ترشيحه للدراسة الجامعية من قبل أمانة التعليم، وتقديراً لطلب مكتب شؤون التعليم بتأجيل الدراسة إلى نهاية العام الدراسي قام بإيقاف القيد في تلك السنة.

    من مكتب التوجيه التربوي للتدريس بالتعليم الثانوي حيث تم نقله

    تزكيتيه

    1123م تم

    (2 خلال العام

    بتاريخ 1123/2/22م إلى معهد الفيحاء للمعلمات.

    (5 تم تكليفه خلال عامي 1122م ، 1123م بالتدريس بالثانوية البحرية بالإضافة إلى عمله بالتعليم. (1 كلف خلال السنوات 1122م ، 1127م بمهام إدارة معهد المعلمات. كما كلف بتاريخ 1122/3/31م

    إلى عام 1112م مساعداً لمدير معهد المعلمات.

    على مستوى

    رئيساً لكونترول الشهادة الإعدادية العامة الدور الأول

    1125/5/22م كلف

    (7 بتاريخ

    البطنان. كما تم تكليفه عضواً بلجنة كونترول الشهادة الإعدادية خلال عامي 1122م ، 1121م.

    (2 انتقل للتدريس بمدرسة الأمل الثانوية عام 1112 إلى عام 2227م. وفي عام 2227م انتقل إلى

    مدرسة طبرق الثانوية خبيراً في الرياضيات إلى عام 2212م حيث انتقل إلى الجامعة.

    (1 ترأس العديد من لجان امتحانات الشهادة الثانوية العامة والشهادة الإعدادية. كما كلف بالتصحيح في كثير من لجان الثانوية والإعدادية منذ عام 1121م إلى تاريخ انتقاله للعمل بالتعليم الجامعي.

    في عام 2225-2222م تم قبوله بالدراسات العليـــــــــــــا جامعة عمر المختار قسم الرياضيات حيث درس المــــــــــــواد التالية: ) بحوث العمليات - تطبيقات المعادلات التفاضلية - التحليل العددي –

    التحليــل المركب– نظرية المعادلات التفاضلية وتطبيقاتها( ، جميعها اجتازها بنجاح.

    (10

    (11 بتاريخ 2221/21/21م التحق للدراسة بكلية الدراسات العليــــــــــــــــــــا جامعة وادي النيل جمهورية

    السودان، وبتاريخ 2222/1/22م تحصل على درجة الماجستير في الرياضيات.

    (12 بتاريخ 2212/1/12م باشر العمل عضو هيئة تدريس بكلية الآداب والعلوم جامعة عمر المختــــــار فرع طبرق.

    (13 كلف خلال العام 2212م رئيساً لقسم الرياضيات بكلية العلوم جامعة طبرق إلى الآن.

    (12 بتاريخ 2213/12/5م صـــــــدر له قــــــــــ ارر إيفاد رقــــــــــــم (223) لسنة 2213 لدرجة الدكتوراه تقدم

    بجميع الإجراءات خلال شهر 12 عــــــــام 2215م ومنذ ذلك التاريخ إلى الآن ينتظر التفويض المالي كغيره من الموفدين.

    (11 كلف برئاسة العديد من اللجان بالكلية مثل لجان التحقيق والتأديب ولجان رصد الدرجات للأقســـــــــــــــام العلمية كلية الآداب والعلـــــوم خلال الأعوام 2213/2212 و 2212/2213 و .2215/2212

    ثم كلية العلوم خلال الأعـوام 2211/2215 و2212/2217 و2211/2212 و.2222/2221

    15 ( قام بإعداد ونشــــــــــــــــــر العديد من الأو ارق البحثية تمت ترقيته من خلالها إلى درجــــــة محاضـــــر ثم استاذ مساعد، كما قام بتقييم العديد من الأوراق البحثية داخل الجامعة وخارجها.

المراجع

1.
Ackley, D. H. (1987). A connectionist machine for genetic hillclimbing. Boston: Kluwer Academic Publishers.
2.
Alvarez, J., Chen, Y., & Wang, L. (2024). Dynamic cooperative search strategies in fish schools: Implications for bio-inspired optimization models. Journal of Bio-inspired Optimization, 12 (3), 45–67.
3.
Deb, K. (2000). An efficient constraint handling method for genetic algorithms. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 186 (2–4), 311–338. https://doi.org/10.1016/S0045-7825(99)00389-8
4.
De Jong, K. A. (1975). An analysis of the behavior of a class of genetic adaptive systems (Doctoral dissertation). University of Michigan. ProQuest Dissertations and Theses.
5.
Dorigo, M., & Stützle, T. (2004). Ant colony optimization. MIT Press.
6.
Eiben, A. E., & Smith, J. E. (2015). Introduction to evolutionary computing (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-44874-8
7.
Fister, I., Yang, X. S., Fister Jr., I., Brest, J., & Fister, D. (2023). A comprehensive review of nature-inspired metaheuristics. Swarm and Evolutionary Computation, 78, 101–120. https://doi.org/10.1016/j.swevo.2023.101120
8.
Griewank, A. O. (1981). Generalized descent for global optimization. Journal of Optimization Theory and Applications, 34 (1), 11–39. https://doi.org/10.1007/BF00933304
9.
Kennedy, J., & Eberhart, R. (1995). Particle swarm optimization. In Proceedings of the IEEE International Conference on Neural Networks (Vol. 4, pp. 1942–1948). https://doi.org/10.1109/ICNN.1995.488968
10.
Mirjalili, S., Mirjalili, S. M., & Lewis, A. (2016). Grey wolf optimizer. Advances in Engineering Software, 69, 46–61. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2013.12.007
11.
Rastrigin, L. A. (1974). Systems of extremal control. Moscow: Nauka.
12.
Shi, Y., & Eberhart, R. (1998). A modified particle swarm optimizer. In Proceedings of the IEEE International Conference on Evolutionary Computation (pp. 69–73). https://doi.org/10.1109/ICEC.1998.699146
13.
Surjanovic, S., & Bingham, D. (2013). Virtual library of simulation experiments: Test functions and datasets. Simon Fraser University. http://www.sfu.ca/~ssurjano
14.
Talbi, E. G. (2009). Metaheuristics: From design to implementation. Wiley. https://doi.org/10.1002/9780470496916
15.
Yang, X. S. (2014). Nature-inspired optimization algorithms. Elsevier. https://doi.org/10.1016/C2013-0-01368-0

الأعمال الأكثر قراءة لنفس المؤلف/المؤلفين

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

المؤلفات المشابهة

1-10 من 131

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.