基于蚁群算法的交通控制降阶滚动优化

为解决大规模区域交通控制滚动优化问题中的约束条件复杂、解空间规模庞大的最优化难题，提出了一种基于改进蚁群算法的降阶滚动优化算法.基于宏观交通流模型建立了区域交通控制滚动优化模型，在蚁群算法中设计了层状解构造图对该模型解空间进行描述和求解.运用降阶方法将大规模区域分解成一系列子区域，在蚁群算法中设计了复合层状解构造图对该降阶模型的解空间进行描述和求解，并分析了基于两种解构造图的蚁群算法的计算复杂度.分析和仿真结果表明，该降阶算法提高了整体计算效率，明显地降低了总停车延误时间，适用于大规模区域交通控制的滚动优化.     

自然计算在求解网络优化部署问题中的比较

针对现有的网络部署模型大多以区域覆盖率或网络寿命为优化目标,并假设监视区域为单一类型,不适用于求解多类型分区区域的网络部署问题,首先构建了与区域可部署度、区域重要度、区域协同度等因素相关的栅格化网络部署模型;然后运用遗传算法、蚁群算法、粒子群算法3种典型自然计算对该模型进行求解;最后分析了3种算法的收敛情况与解的特点,并探讨了关键参数变化对结果部署方案的影响.所得结论为自然计算的改进或融合提供了参考,为网络部署时的算法选取提供了依据.     

寻求零件相似度的优化模型及梯度遗传算法

零件相似度的高效、精确的计算对于汽车的制造工艺有重要的实际意义.本文利用离散化的方法将零件相似性的问题转变为求相似度最大的非线性优化问题,然后通过构造拉格朗日函数将有约束优化转化为无约束优化问题,并结合梯度遗传算法对优化模型进行求解.最后,通过一些实例验证,说明该算法计算相对比较简单,收敛效果好.     

双层规划模型的大规模UCAV编队队形优化

为解决复杂约束环境下大规模无人战斗机(UCAV)编队队形优化问题,提出基于双层规划模型的队形优化求解算法.以大规模UCAV编队空对地饱和打击作战场景为例,建立UCAV编队作战上层规划模型,通过采用离散粒子群-模拟退火(DPSO-SA)算法进行求解,得到执行每个任务的UCAV编号和最优队形;根据现有的编队作战队形库,建立编队中UCAV站位下层规划模型,通过采用遗传算法进行求解,得到UCAV在队形中的位置.仿真结果表明:在上层规划模型中引入改进模拟退火算法,可以解决离散粒子群算法易陷入局部极小值的问题;设计双层规划模型,可以解决DPSO-SA算法后期收敛速度慢的问题.相对于单层规划模型,双层规划模型求解大规模UCAV编队队形优化问题收敛速度更快,寻优效果更好.     

舰船通道布局优化模型及其粒子群算法

舰船通道有机的连接着舰船所有舱室,合理的布局可以提升舰船各个子系统的效能。利用设备布局理论与方法建立舰船通道布局优化多目标模型,选取战斗状态、损管状态、应急逃生状态和补给保障状态等4种状态下的人流物流成本最小为目标函数,基于计入权重的最小偏差法建立统一的目标函数,采用改进的粒子群算法对舰船通道布局优化模型进行求解。人流物流起止点之间最短距离的计算采用图论中的Floyd算法。最后给出一个舰船通道布局算例,验证了舰船通道布局优化模型的合理性,以及改进粒子群算法是一种求解舰船通道布局最优化问题的有效算法。     

桁架结构拓扑优化的半定规划建模与求解

为克服桁架结构拓扑优化传统模型中优化问题非凸、多重特征值不存在常规梯度等困难,将考虑多种约束的桁架结构拓扑优化问题建模为统一的半定规划(semidefinite programming,SDP)模型.首先给出体积、柔度、基频和全局稳定约束的等价半定形式;然后基于桁架结构刚度和质量矩阵的线性表达式,将考虑体积、柔度和基频的优化问题表述为线性半定规划对偶规划问题的标准形式;最后分别以全局稳定约束和应力约束为例,对非线性半定约束和非线性常规约束进行了近似处理,建立了一般非线性模型的近似半定模型并给出了序列求解算法.线性半定规划模型将传统的非线性非凸模型转化为凸模型,具有良好的数值特性;对非线性约束的处理方法使统一模型既能利用半定约束的良好特性,又能够考虑多种常规约束,有助于提高优化结果的工程实用性.优化算例表明,半定规划模型和算法具有多种约束下桁架优化问题的求解能力,且能够处理包含多重特征值的基频约束和全局稳定约束,证明了所提模型和算法求解桁架结构拓扑优化问题的有效性.     

约束自适应粒子群优化算法及水厂调度

针对粒子群优化算法应用于约束优化问题时易陷入局部极小值的问题,提出了一种改进的粒子群优化算法. 该算法综合了约束优化问题的目标函数值和约束函数的违反度值作为粒子群优化算法的双适应度值, 采用了双适应值动态判断粒子群优化算法中粒子的优劣. 违反度值的计算引入了自适应加权系数,相应地提出了调整各权系数的自适应策略, 并改进了粒子群优化算法的粒子竞争选择策略,拓展了粒子群优化算法的单适应值的应用范围.应用约束自适应粒子群优化算法实现了城市水厂的节能优化调度. 结果表明, 该算法收敛速度快且结果可靠. 粒子群优化算法为解决工程约束优化问题提供了一条可行途径.     

交通信号实时优化模型的算法研究

对交通信号动态优化模型的求解算法进行了研究,给出了目标函数中复杂的分段函数及积分上限中含有未知量的方程的数值处理方法,并针对问题特点,提出了该模型的遗传算法求解方法.为检验模型和算法,进行了一定规模的数值仿真计算.计算结果表明,所设计算法具有较快的收敛速度而模型具有良好的控制效果.     

基于改进果蝇优化算法的无功优化

将改进果蝇优化算法运用于无功优化领域,为电力系统的无功优化计算提供了一种新的算法.通过对迭代步长进行自适应调整可以有效避免果蝇算法可能陷入局部最优的问题,同时还能提高收敛精度.在无功优化模型中,对控制变量进行归一化处理,使得量纲一致;将约束条件以罚函数的形式并入目标函数中,实现对状态变量的限制.以IEEE30节点系统和IEEE57节点系统为例,分别基于果蝇优化算法(FOA)、改进果蝇优化算法(IFOA)和遗传算法(GA)进行了无功优化计算,结果表明改进果蝇优化算法(IFOA)具有更好的优化效果和计算速度,更加接近全局最优值,采用该算法解决无功优化问题效果很好.     

基于单元重要性分析的公路网络布局方案优化

为了有效改善路网运行状态,借鉴网络可靠性分析方法,对路网进行了畅通可靠性分析;针对路网可选 规划方案过多的问题,通过单元重要性分析,确定数量合理的公路网新建或改建备选方案集合,并以路网综合效 益最大为目标,建立公路网络规划方案优化的模型;利用枚举法等离散优化方法,确定最优公路网规划方案.通 过实例计算证明,利用本文提出的模型及方法可以得到合理的路网布局优化方案.     

重庆公交线网布局优化方法研究

优先发展城市公共交通系统是解决大、中型城市交通问题的最佳途径,合理的公交线网布局对于提高公交系统的服务水平和整体效率,优化城市交通结构具有非常重要的作用。根据重庆市公交路网现状,建立符合城市发展的公交线网优化模式,给出相应的程序算法以实现公交线网的布局优化,提高公交线网布局方法的科学程度,有助于得到最优的公交线网布局方案。     

基于MapX的行车路线动态优化算法研究

考虑到道路交通状况的时变性和不确定性,结合基于出行者特性的路线优化方法（TC-B算法）的思路划分路网,对传统的最短路算法进行改进,提出了一种行车路线动态优化算法.该算法将城市路网按出行者特性划分为主要道路和次要道路,提高了路网搜索速度.为了在诱导软件中实现笔者提出的行车路线动态优化算法,还采用ActiveX组件MapX,建立了长春市区的局部试验路网,利用MapX实现了动态路阻矩阵和试验路网在诱导软件中的数据绑定及实时更新,达到了动态路径诱导的目的.     

公路网等级结构优化模型研究

公路网合理等级结构的确定,是公路网规划的组成内容之一,也是公路网布局优化的重要组成内容之一．以我国公路网建设和公路交通的实际为背景,首先对现有的公路网等级结构优化目标进行分析,然后从公路规划者和使用者的角度出发,提出了公路网等级结构优化应采用的优化目标,据此对现有的目标规划模型进行了改进,并对改进后的模型进行了示例分析．     

基于粒子群优化算法的集成电路无网格布线

提出了一种改进的粒子群优化算法,并将其应用于集成电路布线,建立了相应的优化模型。对于给定的版图布线平面,该算法结合无网格算法的思路,首先由障碍图形和各个线网的端点生成一个包含最短路径的无网格访问点阵,然后根据粒子群算法的思路建立初始粒子位置矩阵,并利用其全局寻优功能找到当前布线路径上的最短路径.     

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。     

坡度筛选枚举法实现城市污水管网的平面布局优化设计

目的优化污水管网平面布局,完善城市排水管网系统,解决城市污水无序排放问题,实现排水管网建设投资效益最佳化．方法采用枚举法将排水管网有向图的所有可能的形式列举出来,确保最优化方案在计算筛选之列,通过管网建模,对所有的布置形式先从坡度方面进行筛选,保留少量优秀的布局形式进行下一步计算,释放本用于存储其他不佳方案的数据的动态数组,对所有保留的布局形式同样采用枚举法进行参数优化,确保布局优化和参数优化同时达到全局最优．根据小区域全部枚举法的计算结果进行对照验证．结果采用坡度筛选法减少数据处理量,计算结果可靠,使得枚举法采用普通的PC就能顺利完成,同时排水管网实现全局优化．结论坡度筛选枚举法实现了污水管网平面布局优化,在有效排水的基础上最大可能地减少投资,降低费用．     

区域干线公路网规划理论的研究

本文以干线公路网为研究对象,首先建立了公路交通预测模型,提出了“线、面、体”预测方法。其次介绍了公路网主要道路与交通流特征的概念及其计算公式,并据此探讨了干线公路网等级结构优化问题及其求解方法,以及公路网等级结构配置问题。最后提出了公路网交通评价的指标及方法。对于主要的理论方法,编制了计算机软件,应用该软件对某省干线公路网进行了计算,取得了较为满意的结果。     

考虑装配约束的航空发动机卡箍布局GWO优化

航空发动机卡箍与管路具有装配约束关系,其布置位置对管路走向和振动性能具有重要影响。提出一种基于改进灰狼算法（Gray Wolf Optimization, GWO）的发动机卡箍位置调整优化方法。该方法在已有管路?卡箍几何布局方案基础上,以调节管路?卡箍固有频率避过共振为主要优化目标,以管路避障、管路?卡箍满足装配约束等为约束条件,应用改进GWO算法对卡箍位置进行二次优化调整。为了不影响管路几何布局方案,建立基于管路投影线的卡箍位置优化空间。为提高计算效率,建立反映卡箍位置和管路固有频率的Kriging模型,代替耗时的有限元计算程序。为提高GWO的搜索性能,提出改进收敛因子的GWO算法。所提方法可在保证管路几何布局微调的前提下,对卡箍位置进行优化,且可保证管路与卡箍满足装配约束关系。最后通过测试函数算例和卡箍布置算例验证所提方法的有效性。     

面向大规模供水管网的水质监测点布局优化

在供水管网的重要位置布设一定数量的水质监测点,对管网水质进行实时监测,是保障水质安全的有效途径。现有水质监测点布局优化方法的研究大多针对小规模管网,在复杂的大规模管网中迭代求解效率和解集质量低,难以实际应用。为此,针对大规模供水管网节点数量众多且邻近节点相似程度较高等特点,以最小化监测时间和最大化污染事件覆盖比例为目标,建立水质监测点布局优化求解框架。该框架使用基于复杂网络重要性指标和耦合水力特征综合评价的节点筛选模型,对大规模管网中的重要节点进行污染事件模拟,并基于节点空间相似性改进遗传算法的演化策略,提升解集质量。针对实际大规模管网的模拟实验表明,此方法能解决供水管网规模较大时迭代效率和解集质量低的问题,获得有效的水质监测点布局。