旅行商问题(TSP)的现代优化算法研究

TSP(Traveling Salesman Problem)旅行商问题是一类典型的NP完全问题,遗传算法是解决NP问题的一种较理想的方法.通过介绍基本遗传算法的基本原理;针对TSP问题,给出遗传算法在选择算子、交叉算子和变异算子等方面的编码实现.并就TSP问题的一个具体城市算例,进行了计算验证.在此基础上,对交叉算子和变异算子提出了改进,大量的计算数据验证了改进方法的有效性.     

基于遗传模拟退火策略的霍普菲尔德神经网络求解TSP问题

针对霍普菲尔德(Hopfield)神经网络在求解旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)中出现大量局部极小解问题,利用遗传算法的并行搜索优势和模拟退火算法的局部寻优优势,使用遗传模拟策略合理改进Hopfield神经网络的能量函数、固定出发城市以及压缩解空间,构造出一种求解TSP问题的新算法。实验结果表明:这种混合算法明显优于经典Hopfield神经网络,具有收敛速度快,迭代次数少等优点,且能在很大程度上避免经典Hopfield神经网络优化易陷入局部最优的缺陷。     

一种基于K-means改进蚁群算法的船舶航线设计方法

文章提出了一种基于K-means改进蚁群算法的船舶航线设计方法。首先利用Kmeans算法对栅格化海图情况进行聚类,模拟真实海况并得到多个具有区分特性标识的栅格类;然后将每一个类分别看成一个独立的TSP问题(Traveling Salesman Problem,旅行商问题),将蚁群算法应用在每个类内部和类之间,从而规划出一条船舶航线最短且能够安全避障的优化航线。通过仿真实验结果对比表明,该算法能够有效完成航线规划任务,并具有精度高、计算速度快等特点。     

基于Hopfield神经网络的雷达多目标跟踪

针对海上船舶雷达在多目标跟踪过程中实时性较差和不能快速响应的问题,提出目前密集杂波情况下多目标跟踪中最为有效的数据关联算法——联合概率数据关联(Joint Probabilistic Data Association,JPDA)算法。为解决JPDA随着目标增多的情况会出现的组合“爆炸”及计算量较大导致跟踪实时性较差的问题,从分析联合概率数据关联确认矩阵着手,依据Hopfield神经网络在解决旅行商问题(Travelling Salesman Problem,TSP)时的思路,提出基于Hopfield神经网络联合概率数据关联(Hopfield Neural Network Joint Probability Data Association,H-JPDA)来改进联合概率数据关联算法,通过简化矩阵拆分过程,显著减少计算量,提高跟踪的实时性。基于上述改进的神经网络联合概率数据关联算法,通过MATLAB对多目标跟踪进行仿真,仿真结果表明该算法能提高跟踪的实时性和快速响应能力。     

求解旅行商问题的模拟退火算法

旅行商问题TSP是一个典型的NP完全问题，模拟退火算法是求解此问题的一种理想方法。模拟退火算法是依赖邻域结构的迭代方法，模拟退火算法对选择试验解比较敏感。本文针对找领域解，提出6种策略。算法的分析和测试表明，策略F是一种简单有效的算法。     

秦皇岛港煤码头四期工程翻车机房圆形地下连续墙设计

介绍秦皇岛港煤头四期工程（简称秦煤四期）翻车机房圆形地下连续墙（简称地连槽）的设计，并论述圆形地连墙的计算方法和存在的问题。     

路面结构计算的有限元混合法

（目的）采用一种新的方法进行路面结构计算。（方法）利用有限元混合法可以解决路面结构中的弯沉值和弯拉应力等的计算问题。（结果）有限元混合法考虑了弹性体各结构层间的材料异性和接触状态，而在其接触面引入了成对的接触点对，以表现其接触的过程。在形成接触体系的刚度矩阵后，可以求解出弹性体接触内力，进而完成全部问题的求解。（结论）该方法对各结构层单元的位移求解完成后，通过物理方程便可以计算出单元的应力，对路面结构计算具有一定的参考价值和指导意义。     

船舶概念设计中的优化方法（一）

本文全面地叙述了船舶概念设计中使用优化技术的综合计算方法。尽管通常繁重的互作都已自动化处理，但是本文的方法还是允许设计人员运用其船舶建造知识及创造性指导设计互作。本文所叙述的方法需要有一些可接受的海船设计手段配合：一台高级完善的数据库装置以及一些优化处理程序。该方法采用模块化结构，它便于设计人员修改和容纳各种 各样的分析方法和数据资料，使之适合于手中要解决的问题。同时也允许设计人员恰当地选择优化目标和规定约束条件。利用这种系统的时候，要求设计过程必须按照正常程序，即从一组关键参数开始一直进行到一个完整的船形的确定（指用重量、空间尺寸型数值数据等表示船形）。对设计过程中所利用的各种优化设计的好处了作了讨论，并与传统的计算机辅助设计方法作了比较（旧方法中所有的设计决定由用户来掌握）。利用专家系统的可能性也简要地作了介绍。本文以一艘护卫舰的船形初步设计的应用为例对推荐方法的原理和结构作了说明，在这个实例中研究了两种优化方法，第一种是由两个参数的优化，即依赖于长度和排水量之比m的宽度和吃水深度之比，第二种是多参数的优化，即宽度与吃水之比、长度和排水量之比m、外飘菱形系数等。此外，还对若干个不同的优化过程作了简要介绍，并对它们的优缺点和适用性等问题在船舶概念设计范围内作了介绍。     

纤维增强塑料（FRP）筋混凝土结构在港口工程中的应用

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题，采用纤维增强塑料（FRP）筋代替传统钢筋，结合国内外相关规范，提出了港口工程中适用的FRP筋增强混凝土构件的设计计算方法，并对不同的设计控制指标进行了足尺寸构件力学性能试验验证，同时在某出运码头部分节段全部采用纤维增强塑料（FRP）替代钢筋工程试验，为解决港口工程耐久性问题提供了良好的工程实例。     

板桩墙结构计算的改进竖向地基梁法

本文提出了一种板桩墙结构内力和变形计算的改进竖向地基梁法，该方法基于m法计算土抗力，但限制土抗力的极限值不能超出被动土压力。文中给出了详细的改进计算方法，以实际工程结构为例进行的对比计算分析表明，在板桩墙前表层硬土（m值较大）的情况下，改进方法与原方法的计算结果有较大的差异。     

基于移动IPv6的组播技术研究

介绍了一种移动节点（Mobile Nodes简称MNs）动态加入和离开组播组（Mukicast Group简称MG）的结构，该结构是基于hash算法提出的。同时阐述了移动IPv6（Mobile IPv6简称MIPv6）网络中由MNs构成的动态传递树的构造过程。这种动态传递树的树枝表示数据包从源地址到目的地址的最短路经。必要的时候，这些树枝可以增加或删除。每个MNs都分配了一个组播地址，通讯对端（Correspondent Nodes简称CNs）发送数据包到MG。当MNs移动到一个新位置时，该MNs在新位置上必须加入MG才能接收数据包。通过建立模型可以检测一下这种新结构的功能。仿真结果显示了MNs加入和离开MG的动态性直接影响了切换时间和转换的平滑性。     

基于改进型遗传算法的舰船舱室布局优化

从布局优化角度分析求解舰船舱室的布局问题,以生活区舱室为切入点,借鉴二维FLP问题的理论和方法,对舱室布局进行分析和模型简化,并进一步分析和构建优化的数学模型。在数学模型构建过程中,定义舱室序列变量、目标评价函数和布局约束。对基本遗传算法在编码方式、遗传算子和流程框架上均做出适应性改进,并用于优化和求解该数学模型,最终输出Pareto舱室序列解集。理论和实例分析表明,所提出的改进型遗传算法能有效解决生活区舱室的布局优化问题。     

Optimal concession contracts for landlord port authorities with different pursuing goals

This paper investigates how landlord port authorities should offer concession contracts to their terminal operators under two different goals, by building a two-stage game for each goal. If maximizing the weighted sum of fee revenues and throughout benefits is port authorities’ goal, then the optimal concession contract can be any of the two-part tariff, the unit-fee, and the fixed-fee contracts. Accordingly, our special cases include previous works assuming that port authorities maximize either fee revenues or throughput benefits. By contrast, if maximizing the social welfare is the goal, then we find that subsidizing terminal operators, instead of charging them, is port authorities’ best choice. This result is not yet discovered in the literature.     

The impact of ship size on ports’ nautical costs

ABSTRACT

Much is known about transport costs at sea and costs made at terminals in ports. About costs, made by ports to provide nautical facilities (incl. infrastructure) and services, not much research is done yet. This paper estimates the impact of increasing ship sizes on costs made by the Port Authority of Amsterdam when providing nautical facilities and services by using hedonic pricing techniques. We have rather unique data on ship’s sizes and harbour dues paid per ship for over 25 years for ships that visited the Port of Amsterdam. Harbour dues paid are used as a proxy for the costs of nautical facilities and services. We have found nearly constant returns to scale, when volume is used as a measure of a ships’ size. An increase in average ship size with 1,000 tonnes deadweight will result in approximately €2 million additional yearly costs (an increase of the average ship size of six percent results in an increase of nautical costs with nearly the same percentage). Our results can be used by Port Authorities and port operators (in case of landlord ports) to estimate costs to be made for providing nautical facilities and services in the near future.     

一种视频图像船舶吃水线自动检测方法

针对在船舶吃水线自动检测过程中水迹线边缘带来的干扰,提出一种基于图像处理的船舶吃水线自动检测方法。该方法实时提取船舶水尺视频图像,利用Canny算子进行边缘检测,几何校正后,利用霍夫变换检测出水迹线和吃水线位置,最后通过位置比较,去除处在上方的水迹线,从而得到准确的吃水线位置。实验结果表明,该方法对船舶实际吃水线的检测是有效的。     

Global cutting-path optimization considering the minimum heat effect with microgenetic algorithms

This article considers microgenetic algorithms (GAs), which explore in a small population with a few genetic operators, for cutting-path optimization problems. The major difference between GAs and simple genetic algorithms (SGAs) is how to make a reproductive plan for an improved searching technique because of population choice. It is shown that GAs implementation reaches the near-optimal region much earlier than the SGAs approach, and the GAs give a better solution than simulated annealing (SA). The main objective was to determine what temperature distribution can be obtained from the solution of a travelling distributed heat source. The solution of the travelling heat source on nested raw plate provides information about the vertices of each nested part of the raw plate. From the fact that the initial temperature at a piercing point strongly depends on the heat flow which stems from the previous cutting contour, the temperature of all piercing points must be lower than the critical temperature after each cutting of the components of a part. The critical temperature is identified as the mechanical melting temperature of steels. A heuristic back-tracking method is introduced to find the near-optimum cutting path considering the minimum heat effect on deformation. The heuristic back-tracking method is incorporated with the GAs.     

船舶管路三维布局优化的变长度编码遗传算法

基于遗传算法提出一种适合船舶管路布局特点的变长度编码技术和相应的遗传算子。该编码方式和遗传算子具有下述的设计特点:保证染色体中的基因相互关联,避免在遗传操作中非法个体的产生;采用有方向指导的随机方式生成初始路径和子路径;根据约束条件划分布局空间;可在三维空间下对船舶管路优化布局进行研究。经仿真试验证明该方法可行、有效,优化结果令人满意。     

The lurch towards formalisation: Lessons from the implementation of BRT in Johannesburg,South Africa

The City of Johannesburg, South Africa, implemented the first phase of its Bus Rapid Transit (BRT) system named Rea Vaya between 2009 and 2011. The system design and organisational arrangements drew heavily on precedents from South America, especially insofar as BRT is used as an instrument for securing the transformation and formalisation of a fragmented and problematic informal public transport industry. Despite the inevitable transition problems, the formalisation scheme appears to be generally successful – an outcome that surprised many analysts as it follows a long history of mistrust, resistance, and unsuccessful interventions between government and the minibus taxi industry. The paper offers an analysis of the reasons for the successful transformation of participating taxi operators, by using a life-cycle analogy. We argue that the minibus-taxi industry in South Africa has reached a state of stasis and maturity, with limited opportunities for further growth in its present form. BRT, as it is implemented locally, offers opportunities for re-invention – for moving onto new a potential growth trajectory – by overcoming the binding constraints of informality and by opening up new markets to operators. The life-cycle analysis also offers some insights into critical success factors that, if not met in the long run, could jeopardise the longevity and scalability of the formalisation project. The paper concludes with insights regarding the planning and management of BRT systems to maximise their potential for leveraging the formalisation of informal operators, both in South Africa and in other developing countries.     

质量比和阻尼比对高阻尼涡激振动的影响

涡激振动水生能源是一种可在低流速条件下利用水中涡激振动现象从周围流场中提取水流动能的新兴可再生清洁能源技术,其能量转换装置在进行能量传递和转换过程中会对涡激振动系统引入较高的阻尼,使其不同于以往研究较多的低阻尼涡激振动系统。文章建立了一个单自由度涡激振动模型,模型采用受迫振动实验得到的流体力数据,通过迭代求解涡激振动能量转换装置的动力响应,进而计算系统转换功率。通过对质量比m*和阻尼比ζ等重要参数对涡激振动响应及能量转换效率影响的细致研究,揭示出:频率锁定的发生及较大能量转换效率的无量纲流速范围主要受质量比控制;最大能量转换效率主要受质量—阻尼参数m*ζ控制,并且存在一个最优值;出现最大能量转换效率的无量纲流速与m*ζ有关,在m*ζ0.2的范围内出现最大能量转换效率的无量纲流速随质量比和阻尼比的变化而变化,而在0.2m*ζ0.7的范围内与阻尼比无关,主要取决于质量比。