基于蚁群优化的前向神经网络

提出了一种新的神经网络学习方法.利用蚁群算法学习神经网络,克服了传统BP算法的不足.同时,针对蚁群算法主要用于组合优化的应用特点,对其进行了改进.将离散的信息素分布矩阵及概率分布矩阵拓展为连续的信息素分布函数和概率分布函数.将搜索的范围扩展到连续区域.使得新算法兼具了蚁群算法的全局快速寻优能力与神经网络的广泛映射能力.通过实例证明了该方法的有效性和快速性.     

混沌鲸鱼优化算法及其 在有限元模型修正中的应用

为提高基本鲸鱼优化算法的搜索速度和寻优性能,提出了一种基于混沌映射的鲸鱼优化算法.该算法分别采用5种混沌映射扰动的惯性权重以协调算法的全局和局部搜索能力,通过测试函数对比得出,5种混沌映射均能提高算法的寻优性能,尤其是Gauss映射;最后,将加入Gauss映射的鲸鱼优化算法用于有限元模型修正问题中.仿真结果表明,改进后的鲸鱼算法能进一步提高模型修正精度.     

求解约束优化问题的动态目标迁移差分进化算法

针对约束优化问题的特点,给出一种改进差分进化算法.将差分进化算法做了适当修正,在初始化中加入迁移操作,依据违反约束度函数和原目标函数进行选择操作,当个体的违反约束度在容忍度以外时,通过违反约束度函数更新个体,当个体的违反约束度在容忍度以内时,通过原目标函数更新个体,实验研究结果表明该算法能有效求解约束优化问题.     

基于动态罚函数的铁路车流分配与径路优化模型

为解决铁路车流分配与径路优化模型中的难约束问题，避免群智能算法在应对该问题时难以求解的不足，提出了一种基于惩罚函数的约束优化方法. 首先，在车流分配及径路优化基本模型的基础上设置虚拟弧，在目标函数中增加惩罚项的方式松弛掉模型中的弧段能力约束，同时对惩罚项中的惩罚力度和惩罚因子设计动态更新的策略；然后，将改进灰狼算法（improved grey wolf algorithm，IGWO）应用于车流分配与径路优化模型的求解；最后，结合某一地区的路网数据，对改进前、后的模型和算法进行对比分析. 算例结果表明:与改进前的模型相比，引入惩罚项之后，IGWO可以在限定的范围内找到满足弧段能力约束的可行解；与灰狼算法（gray wolf algorithm，GWO）相比，IGWO计算所得的配流方案使OD （origin-destination）货流的平均绕行率和货物总走行公里数分别下降了2.6%和5.2%.      

兼顾公平与效率的入口匝道协调控制

为解决高速公路匝道控制片面追求控制效率而忽略交通公平性的问题,提出一种兼顾公平与效益的入口匝道协调控制策略.定义排队延误基尼系数,有效刻画匝道控制的公平性.基于宏观交通流模型,构建双目标优化模型,优化目标包含反映控制效率的总旅行时间和反映公平性的基尼系数.改进差分演化算法的约束惩罚和罚函数构造方法,使差分演化算法能适于约束多目标优化问题的求解.应用研究表明,改进差分演化方法能获取Pareto最优解,决策者可根据个人喜好选择满意解.     

基于改进樽海鞘群算法的卸车调度优化

针对港口载煤列车的卸车调度流程主要依靠工人经验进行调度作业,存在决策时间长、作业冲突和列车在港时间过长等问题.以列车在港时间最少为总优化目标,在已知列车到港时间及堆垛与煤种对应关系的前提下,考虑工作机械可用性、作业流程可达性及其相互约束关系等因素,构建了卸车调度数学模型.提出了一种基于改进樽海鞘优化算法的优化调度方法.引入自适应惯性权重,可有效地提高算法收敛速度;引入随机柯西变异策略,可有效地提高算法寻优能力.5个测试函数的测试结果表明:相比于樽海鞘优化算法、自适应樽海鞘优化算法、粒子群算法与鲸鱼优化算法,改进樽海鞘优化算法收敛速度更快,精度更高.港口堆场作业实际数据的仿真实验表明:改进樽海鞘优化算法可优化出满意的卸车调度任务,减少了火车总在港时间,提高了港口总体的工作效率.     

基于改进蚁群算法的分动器装配顺序优化设计

为减少分动器生产成本,提高其装配效率,提出一种基于改进蚁群算法的分动器装配顺序优化方法。以某款SUV汽车用分动器为研究对象,分别建立分动器工具信息矩阵、优先关系矩阵和拆卸关系矩阵,对蚁群算法的装配序列评价函数、信息素更新规则、选择概率及参数等方面进行改进。基于Matlab软件开发分动器装配序列算法程序,得出分动器装配序列的优化结果,并验证优化结果的正确性。该方法在分动器实际装配生产过程中具有重要的指导意义。     

MOPSO中精英保持策略和最佳解选择方法的改进

为提高多目标微粒群优化(MOPSO)算法处理高维目标优化问题的性能,降低计算复杂度,改善算法的收敛性,对MOPSO算法进行了改进.该改进算法利用扩展E支配 (E-dominance) 方法确定解之间的优胜关系,采用随机方式确定当代最佳解,考虑了算法的收敛性和解的多样性.此外,采用外部种群档案保存精英解,利用非线性函数将优化问题的目标空间映射到有限区域,并在该有限区域内考虑解的优胜关系和分布情况.通过对一系列典型测试问题的仿真研究,结果表明:对于3个以上的多目标优化问题,改进算法的收敛性和计算复杂度都优于原始MOPSO和NSGA2.     

车路协同网络中服务功能链可行时长优化映射算法

以车路协同网络为研究对象，针对物理链路间连通时长的差异性，本文提出优化可行时长的服务功能链映射算法。首先，建立车路协同的物理传输网络模型，并分别分析车车链路和车路链路的连通时长；其次，以映射可行时长为优化目标，以服务功能链的映射规则为约束，建立整数规划问题；最后，为求解该NP-hard问题，提出基于改进子图同构的映射算法，联合考虑车路协同环境中的节点属性、链路属性及链路间关联关系，设计剪枝策略，从而实现服务链路在物理链路上的组合优化映射。实验结果表明，通过考虑物理链路连通时长的差异性，并对其进行优化选择，提出算法在车间通信距离150m和最大车速60km·h-1 条件下，可将可行时长提升34.4%；同时，在车车通信范围、车辆数以及最大车辆速度这3项主要参数设置中均可验证发现，所提算法可有效提升映射可行时长。     

一种半自动的基于图像建模系统

针对目前各种类型航海模拟器的虚拟建模效率较低与真实感较差等问题,设计与实现了一种基于多幅图像及少量用户交互恢复物体三维几何模型的系统.本系统采用稳定性好的改进Har-ris算子进行角点检测,基于角点空间特征及交叉相关实现角点的初始匹配;采用基于极线约束的角点匹配快速算法完成角点的精匹配,同时引入迭代和人工辅助修正的方法解决匹配算法的退化情况.在角点匹配结果基础上进行仿射重建,通过升级矩阵实现度量重建,在OpenGL环境下绘制出物体的三维模型框架.从原图像中抽取纹理并采用多视角图像融合的方法进行纹理映射,得到"照片级"真实感的三维模型.     

基于可靠性分析的区域灾害应急物流网络设计

为了设计能够最大限度地抵御自然灾害破坏并满足应急物资和抢险救援需求的物流网络,从系统可靠性角度出发,提出了区域路网应急连通可靠性的概念.运用双层规划方法构建了网络设计模型,上层模型为物流运行总时间最小和系统应急连通可靠性最大的双目标规划模型,下层模型为固定需求用户平衡配流模型.将双目标函数转化为单目标函数后求解上层模型,用改进模拟退火优化算法求解整个双层规划模型.结果表明:在相同投资约束下,上层模型中增加系统应急连通可靠性最大的目标函数后,网络最大关键度由821.55降至32.66,物流总代价降低了0.22％,物流运行时间不变.实际网络最优方案的设计应综合考虑物流效率与系统可靠性.     

基于改进蚁群算法的多车型供应链物流运输调度建模研究

通过对基础蚁群算法的启发信息函数和信息素更新模型实施改进,获得改进蚁群算法,在此基础上,将所设定运输成本和运输时间、车辆油耗、最高配送距离与承载量等约束因子融入到算法内,构建包含多个约束因子的调度模型,实现对多车型供应链物流运输的调度,结果表明,该模型具有较高的收敛速度与路径寻优性能,所搜寻的路径质量较高,可针对不同零售商网点分布情况搜寻最优路径,并针对所寻的不同路径调度不同车型车辆,调度结果可满足车辆各自的最高配送距离与承载量等约束,实现多车型的供应链物流运输优化调度,达到降低运输成本与运输时间等目标.     

离场航迹降噪优化设计的多目标智能方法

为满足新一代空管系统中离场航迹优化设计时降低噪声影响和减少飞行成本的需要,进行了离场航迹的多目标优化设计方法研究.结合飞行动力学和运动学模型,建立了符合民航飞机离场飞行阶段特征的航迹分段模型,提出了应用状态矩阵和控制矩阵准确表示航迹的数学方法.基于模糊理论建立航迹噪声影响、飞行成本和空中导航约束的满意度评价函数,提出了3种启发式搜索规则和动态领域搜索方法来改进模拟退火算法.仿真结果表明,在绕飞限制空域的前提下,降噪和减少飞行成本的目标无法同时达到最优;离场航迹多目标优化后的总体满意度比仅考虑降噪时提高了4.3%.      

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1 整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.     

一种少自由度并联机器人雅克比分析的新方法

提出一种对称少自由度并联机器人雅克比方阵的建立方法.利用螺旋理论分析单个支链的结构,找出动平台对驱动关节的映射系数,根据不同的输入选取,对映射系数进行组合,去除映射系数矩阵中非独立运动参数对应的列,得到满秩的映射系数矩阵.对映射系数矩阵求逆,得到对称少自由度并联机器人的雅克比方阵,说明了运动输入与运动输出之间的对应关系,并得到实例验证.     

基于Kriging模型的改进协同优化算法

为了提高协同优化算法的求解效率,利用Kriging模型,构造系统级近似优化模型,提出了基于Kriging模型的改进协同优化算法.该算法采用置信域与均匀设计相结合的方法,完成近似模型的更新;采用序列二次规划算法,完成优化问题的求解.以经典函数和减速器设计为例,验证了改进协同优化算法.结果表明:该算法能提高计算效率,在减速器设计中,迭代次数减少50%左右.     

基于粗糙集-BP神经网络客户群特征与服务映射模型研究

针对客户服务项目的不确定性，基于不可分辨关系的粗糙集理论和BP神经网络算法优良的分类映射能力，提出了面向细分客户群的基于粗糙BP神经网络客户群特征与服务项目映射模型。本文将分析客户特征，运用粗糙集理论进行客户特征约简、划分等价关系、建立BP神经网络的初始拓扑结构，运用K-means算法划分客户群。通过引入粗糙集理论，改进BP神经网络算法，加快BP网络收敛的速度和逃离局部极小值点，并利用rosetta软件和Matlab编程实现面向细分客户群的客户特征与服务项目映射模型。     

基于层级选址模型的区域客运枢纽布局优化研究

为提高客运交通系统的运行效率,分析不同类型客运需求与各等级枢纽间的 关系,考虑不同层次枢纽服务能力的约束,构建了基于层级选址模型的区域客运枢纽分 层布局优化模型,使用CPLEX优化软件求解,最后设计算例验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与不分层的中位模型相比,分层模型能得到可达性更高的布局方案,考虑最 大、最小服务能力约束后可达性有所下降,但更符合实际.面对客运需求的增长,枢纽规划 部门应适当进行枢纽扩能和布局优化调整.     

基于舒适度的公交线网优化方法

为改善公交拥挤状况,提高车内舒适度,基于站点OD(origin destination)信息已知的基础上,提出了一种公交线网优化方法.首先,以最大路线长度和换乘次数为约束,构建以人均舒适度最大为目标的公交线网优化模型;其次,采用隶属度函数计算乘客舒适度,并绘制舒适度随乘客数变化的关系图像,以验证优化方法的合理性;最后,运用爬山算法思想,使用交换路线法与邻近线路分担法,按照"由低到高,逐段优化"的原则优化线网,通过调整路线来平衡客流,均衡不同线路公交的利用率.研究结果表明:拥挤线路各站点间舒适度标准偏差由优化前的0.24减小为0.09,站点间的客流不均衡现象得到明显改善;乘客人均舒适度由原来的0.84提高到0.91,提升了8.3%.     

基于改进优化速度函数的跟驰模型研究

为了探究车辆跟驰中车头间距与速度的关系函数,采用高精度车载GPS设备获取了大量基于时间序列的车辆跟驰数据,根据实测车头间距—平均速度关系构建了改进的优化速度函数.对原优化速度函数和改进的优化速度函数进行了参数标定,并对两个函数进行了微观向宏观交通参数的推导,结果表明,改进的优化速度函数能更好地描述车辆跟驰中微观和宏观交通参数之间的关系.最后对基于两种函数的全速度差跟驰模型进行了数值模拟,结果表明,基于改进的优化速度函数的跟驰模型具有更好的稳定性.