遗传算法改进及其在非线性最小二乘平差中的应用

经典平差方法对于处理非线性问题,尤其是强非线性问题,有些力所不逮.从数学的角度来看,可把非线性最小二乘平差问题作为一个优化问题进行处理.遗传算法在此领域具有独到的优势.从初始种群产生,个体适应度计算,选择与交叉,个体子代的产生、变异,种群的进化、进化终止条件几个方面对遗传算法进行了改进,并且用一个测边网平差的实例,说明了改进算法在收敛速度和全局收敛方面的优势和用于非线性最小二乘平差的有效性,具有一定的实用价值.     

基于自适应遗传算法的3D钢桁架优化设计研究

研究目的:针对标准遗传算法出现的未成熟收敛、振荡、随机性太大等缺点,通过研究对其改进,提出自适应遗传算法.利用自适应遗传算法建立钢桁架结构优化设计模型,采用 matlab语言编写自适应遗传算法优化分析程序,用于铁路车站工程一雨棚的优化设计.研究结论:针对标准遗传算法存在的缺点,通过研究提出了自适应遗传算法.该算法在计算过程中依据个体的适应值,来确定染色体的交叉位置、交叉率、变异率,使杂交沿着有利于算法收敛的方向进行.确保了子代个体优于父本,使进化前期变异明显,后期趋于稳定,确保搜索到全局最优解,从而保证了种群开发和搜索的平衡及全局收敛性.并建立了桁架结构优化设计模型,以matlab软件为平台,对铁路车站一雨棚桁架结构进行了优化设计,取得了满意的效果,证明自适应遗传算法是一种理想的建筑结构优化设计方法.     

用改进的遗传算法解决多约束QoS单播路由问题

在Internet网络中由于多媒体通信的需要,QoS路由技术已经成为研究的热点。本文通过对多约束QoS单播路由问题的研究,在已有遗传算法解决方案的基础上,提出一种改进的遗传算法。改进后的遗传算法综合考虑QoS单播路由中延时、延时抖动、带宽、丢失率等因素,并根据网络连接特性和带宽限制,在种群的初始化、染色体的交叉和变异等操作中,对个体中基因的选择进行指导,并加入去除循环、削减路由开销等操作,使得多条件约束下的路由选择效率更高。最后给出实验举例,并通过与现有算法性能比较,表明改进的遗传算法能快速、有效地解决多约束QoS单播路由选择问题,并适用于大规模的网络系统。     

城市轨道交通列车运行节能策略研究

建立了列车动力学模型,选择采用多种群遗传算法和PID(比例积分微分)跟踪策略研究城市轨道交通列车运行节能策略。分析了不同遗传算子对多种群遗传算法的影响,确定了各遗传算子选取的原则及最优取值范围,给出了基于多种群遗传算法的列车节能策略。建立了基于MATLAB软件的仿真系统,并采用实际线路数据进行了仿真,验证了所提出的列车节能策略的有效性。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

遗传算法在树枝型专用线取送车作业中的应用研究

针对树枝型铁路专用线取送车的作业方式,建立优化取送车作业数学模型.该模型既适用于送取分离的作业方式,又适用于送取结合的作业方式.同时提出一种改进的遗传算法,将该算法与建立的数学模型结合解决取送车优化问题.该算法采用自适应的交叉概率,能保证优良的个体在种群中得到较好的遗传,不良的个体被淘汰,并能保证搜索到问题的最优解,从而改善了算法的搜索效率.仿真实验能搜索到专用线取送车优化问题的最优解,结果验证了模型和算法的有效性.     

基于遗传算法的图象重建算法

提出了一种基于遗传算法的图象重建算法,该算法通过构造合适的基因编码方案及个体适应度评价函数,并对遗传算法进行优化,克服了Kuba算法和谷士文AI算法的缺陷,可以成功地解决由带有噪声的二维正交投影重建二维图象的问题,并简化了约束条件.实验结果表明该算法是成功有效的.     

高速铁路接触网悬挂系统维修计划的优化研究

将高速铁路接触网系统的维修方式分为3类,根据不同维修方式下系统的可靠性和维修费用不同的特点,建立不同维修组合下接触网系统的动态可靠性模型和维修费用模型。为实现提高接触网系统的可靠性并降低维修费用的目标,提出一种混沌自适应进化算法(CSEA)来求解这一多目标优化问题。该算法的混沌初始种群算子提高了初代种群的多样性,分组选择策略保证各代有一定数量的劣势个体能参与进化,自适应遗传算子增加了劣势个体的交叉和变异概率,从而避免算法早熟,增强了算法的全局搜索能力。计算结果表明,CSEA在种群多样性保持和帕累托(Pareto)最优解收敛方面均优于流行的NSGA-Ⅱ多目标算法。采用CSEA算法得到的优化维修计划,可显著提高接触网系统的可靠性,也大幅度降低维修费用。将本文多目标优化算法与传统的单目标优化算法进行比较,验证了多目标优化算法的优越性。     

面向绿色制造的柔性作业车间调度优化

针对面向绿色制造的柔性作业车间调度问题,建立了以完工时间最优、能量消耗和环境影响最小为目标的调度模型,并采用遗传算法对模型进行求解。根据模型特点,采用机器染色体和工序染色体两种编码,并对初始种群的形成机制进行改进,采用精英策略和锦标赛法进行种群选择,两种染色体分别进行交叉和变异操作。最后通过实例对改进的遗传算法进行测试,并与其他方法的测试结果进行比较,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化系统的研究

提出一种基于全局最优的改进式遗传算法.采用改进的启发式交叉算子和多种算子混合操作,加快算法向最优解收敛的速度.给出相应的纵断面优化模型,并改进初始种群生成的方法,将一个二维优化问题转化为两个一维优化问题进行求解,简化了算法的执行过程.引入惩罚函数的概念处理方案的约束问题,设计算法实现的流程图,并开发相应的优化系统.利用实例证明遗传算法在纵断面优化设计中的可行性及全局寻优的性能.     

物流配送车辆路径问题的并行遗传算法研究

针对一般遗传算法在初始种群上的单一性提出一种新的算法。该算法对不同的种群采用不同的初始化方法：随机初始化法和构造初始化法,这些方法改变了过去那种种群内部的平衡算法,并将该算法所得结果与其他算法进行比较,表明该算法的合理性。     

基于遗传算法的集成逆向物流的供应链网络设计

对于一个固定拓扑结构的供应链,基于设施能力和顾客需求的约束,以正向物流与逆向物流的总成本最小为目标,构造供应链网络设计模型,采用基于优先权编码的遗传算法求解。按照遗传算法的原理,将供应链按物流活动过程划分成4个阶段,运用基于优先权的编码方法对各个阶段进行编码;为加速算法收敛,利用贪婪启发式算法确定初始种群,通过遗传操作产生后代,并定义交叉算子和变异算子。以某一区域供应链网络规划为例,运用给出的模型和算法对需要设置工厂、铁路货运中转站的数量、位置及功能进行计算,并与其他算法所用计算时间比较。结果表明,采用本算法能够得到区域供应链网络规划的最优解,且所用的计算时间最少。     

城市轨道交通项目全寿命周期价值工程的应用研究

从价值工程在建设项目中的应用状况出发,通过对全寿命周期价值目标的定位,阐述城市轨道交通项目全寿命周期价值工程的实施方法,系统地提出城市轨道交通项目全寿命周期价值工程的对象选择、功能分析、功能评价、方案创新与优选的思路,强调工程项目以较低的全寿命费用实现最终功能,创造最大的经济效益、环境效益和社会效益。     

关于减速顶机械寿命的理论探讨

减速顶使用寿命的标准制定，是一项重要工作，从理论上来探讨减速顶的机械寿命也是很有意义的，通过研究有关材料寿命的衡量标准、损坏机理、寿命周期的计算、影响减速顶寿命的主要因素，最后提出减速顶的寿命周期，目前有关单位正在研究我国减速顶的寿命周期问题，它的制定和执行将为我国减速顶在国内外的推广应用起到重要作用。     

俄罗斯新一代客车蓄电池

介绍俄罗斯自行开发和成批生产的用于各型客车、寿命可达10年～12年的新一代镍镉蓄电池的性能。提出不仅要在所有新造客车上装用,而且更要抓紧在全部运用客车上尽快换装这种新型蓄电池。     

遗传算法反演工程水文地质参数

研究目的：工程水文地质参数是工程优化设计的基础。针对传统工程水文参数获取存在人为辨识误差和求参耗时的缺陷，开发遗传算法模型，解决求参问题。研究方法：利用某大型地下工程降水抽水试验取得的实测资料，采用遗传算法反演了工程地质层的渗透系数，并与两点法计算结果进行了对比。研究结果：只要能给出正演计算的模型，形成遗传反演系统问题，就能够直接求解，计算的结果与传统计算方法接近。研究结论：遗传算法作为一种全局最优化方法，具有简单、快捷的特点，计算效率高、无须人为干扰、能够快速搜索到可行性解的优点，可广泛用于工程水文地质参数的求解。     

高速列车制动盘寿命预测系统设计与实现

基于断裂力学有关原理对制动盘寿命进行预测。根据应力强度因子理论，提出用断裂率Kr以及载荷率Sr为失效双判据的缺陷评定图对含裂纹的制动盘进行安全评定的方法。在VB环境下，以Paris公式为理论依据，对制动盘剩余寿命预测系统进行设计并实现。系统采用模块设计思想，能够根据给定的数据对制动盘进行快速有效的评估分析、合理评价及寿命预测，对提高我国高速列车基础制动系统的可靠性和安全性具有重要的实用价值。     

一类带有随机模糊损耗的运输路径优化

以带有随机模糊损耗的运输路径优化问题为研究对象;用随机模糊机会约束规划方法建立最大到达流模型;设计了通过模拟获取染色体适应度的遗传算法来求解问题,并处理了运输中的"必经点"问题;最后进行了算法实验,验证模型和算法的有效性。     

微机保护中3种滤波算法的比较研究

针对信号中非周期分量,频率偏移,分数次谐波对基波分量计算精度的影响,对傅里叶、差分滤波和并联补偿3种滤波算法进行了分析比较。通过大量仿真计算,得出的结论是:并联补偿算法滤除非周期分量的效果最好;傅里叶算法在频率偏移的情况下稳定性要好于其他2种;存在分数次谐波时,差分滤波求得基波分量幅值和相角的误差最小。此结论对工程实际应用具有一定的指导意义。     

桥上无缝线路温度跨度的极值影响因素分析

为科学合理地确定不设钢轨伸缩调节器的桥梁温度跨度,通过建立线桥墩一体化计算模型,研究各种因素对有砟桥上无缝线路最大温度跨度的影响。研究结果表明：钢轨顶面垂磨增大,最大温度跨度逐渐减小;墩顶纵向水平位移增大,最大温度跨度与墩顶位移近似成等比例减少;制动力对钢轨升温幅度较大时的最大温度跨度有一定影响;大机维修所确定的温度跨度要比大机清筛的小;为减缓地震对桥梁纵移、横移的影响,高速铁路桥梁设计中应采用防落梁装置。综合分析后,考虑了轨温变化幅度、墩高2个影响因素,得出了桥梁温度跨度极值的建议值,如最大墩高小于30m,轨温变化幅度分别为30,40和50℃时,温度跨度极值分别建议为320,300和280m。