MMAS在带时间窗的车辆路线问题中的应用

针对基本蚁群优化算法在物流配送路径优化应用过程中存在的问题,主要是由信息素全局和局部更新策略而导致车辆选择路径时容易陷入局部最优解的现象,本文详细研究了蚁群算法的改进算法,即最大最小蚁群算法;并引入信息素平滑机制来提升算法的路径探索能力,实现此组合优化理论在带时间窗的车辆路径问题中的应用.     

基于蚁群算法的航线自动生成方法

利用基本蚁群算法自动生成航线,在搜索的过程中容易陷入局部最优、搜索时间长等问题,引入Adadelta算法,增加了蚁群算法的随机性,改变了信息素的更新规划,将信息素挥发系数进行自适应调整,从而极大改善了蚁群算法的性能。仿真试验结果显示,本文方法比对比方法的搜索能力更强,效率更高,得到的航线不仅有效避开了海上障碍物与禁航区,而且距离更短,是一种有效的航线自动生成算法。     

蚁群算法在舰船建模与控制中的应用

传统蚁群算法只能单纯针对舰船路径进行规划,且在规划计算过程中仅能针对一个目标进行分析计算,导致计算中的有效信息素过少,计算所建立的规划控制模型准确度降低。因此,本文提出蚁群算法在舰船建模与控制中的应用。首先,采用蚁群算法对舰船航行场景进行建模,并对模型中的有效信息素进行优化量的导入更新。最后,对完成更新信息素的模型进行多目标参量计算,实现提升蚁群算法规划控制模型的精准度。为了证明设计的有效性,通过对比仿真实验来完成验证操作并得出可行性结论。     

基于改进型A*-蚁群混合算法的USV航迹规划

针对高密度复杂环境下的无人水面航行器(USV)航迹规划问题,将A*算法和蚁群算法相结合,提出一种改进型A*-蚁群混合算法。本算法结合A*算法在低密度环境区域航路规划的优势性,同时,当遇到高密度环境区域时引入蚁群算法提高局部规划能力,在传统蚁群算法基础上,改进了信息素的更新模型,增强了可行路径中最优路径的信息浓度,减弱了最差路径的信息浓度,并通过调整信息素浓度总和比例,增强算法的寻优能力。该方法能够有效地平衡全局和局部规划,提高在复杂环境下的USV航迹规划能力。通过仿真,验证了在复杂环境下该算法的有效性和优越性。     

蚁群算法在船舶路径优化仿真中的应用

随着航运业的发展,海上物流的经济性成为各国需要考虑的重要因素之一,对各港口的船舶进行路径优化成为现代航运业的重要研究方向。同时,船舶的路径优化朝着智能化方向发展。蚁群算法是解决路径优化问题最常用的算法,但是其求解结果往往陷入了局部最优解,在海上船舶路径规划中具有局限性。本文研究传统路径优化中的蚁群算法,针对海上船舶航行特点,对蚁群算法中的信息素更新策略及搜索区域机制进行改进,提高算法的效率。     

改进蚁群算法的舰船避碰辅助决策系统可靠性研究

传统舰船避碰辅助决策系统所采用的蚁群算法在对船舶路径碰撞信息素计算过程中,存在收敛速度慢、碰撞信息素浓度低的问题,导致输出结果的可靠性较低,因此提出改进蚁群算法的舰船避碰辅助决策系统可靠性设计方法。通过对船舶避碰路径模型的构建与分析,结合传统蚁群算法在避碰决策计算上的缺失数据,对蚁群算法进行改进,并将改进的蚁群算法引入到避碰辅助决策系统进行仿真计算,通过对决策数据的分析得到舰船避碰辅助决策可靠性数据。通过设计仿真实验对得到的可靠性数据进行验证,证明了本文方法所得数据的可靠性。     

自适应蚁群算法求解车间作业调度问题

车间作业调度问题(JSP)是组合优化问题中的NP-Hard问题,应用传统的蚁群算法在求解时存在易于陷入局部最优解、收敛速度慢等缺点.通过在蚁群算法的信息素局部更新策略和全局更新策略两处引入自适应方法对蚁群算法进行了改进,并应用此算法对经典的FT06问题和FT10问题进行了大量的求解试验.试验结果表明该自适应蚁群算法在求解车间作业调度问题时,搜索速度和收敛速度比传统的蚁群算法都有较好的提高.     

基于蚁群算法的AUV全局路径规划方法

在大范围海洋环境中，应用蚁群算法对自主式水下潜器（AUV）的全局路径规划问题进行了研究。基于栅格环境模型建立了蚁群可视图模型，设计了蚁群信息素更新规则；给出了蚁群全局路径规划的操作步骤；针对蚁群规划路径不平滑问题，设计了切割算子和插点算子。仿真实验结果表明，蚁群全局规划算法非常适合于求解复杂环境中的规划问题，规划时间短、路径平滑。     

海上应急物资配送路径规划模型的构建

为了提高海上应急物资配送和调度能力,提出基于蚁群智能优化的海上应急物资配送路径全局规划算法。根据海上应急物资配送物资规划路径进行运动学模型构造,构建海上应急物资配送路径规划的控制约束参量,以海上应急物资配送的中转节点作为聚类中心,采用蚁群优化算法进行海上应急物资配送路径的自适应寻优,以蚁群个体信息素作为导引参量,构建海上通信网络下的海上应急物资配送路径规划模型,采用蚁群算法进行海上应急物资配送路径规划过程中的寻优迭代,根据自适应寻优控制结果,实现海上应急物资配送路径规划优化。仿真结果表明,采用该方法进行海上应急物资配送路径规划的自适应性较好,规划调度能力,提高了应急物资的配送效率。     

基于电子地图的改进蚁群算法及其车辆路径寻优

路径优化研究中以目标节点的线性距离之和最短作为最优路径的求解结果难以运用于实际.文中提出了结合电子地图API的改进蚁群算法,首先得到各个节点之间的实际道路导航距离,然后对基本蚁群算法进行改进.在节点选择策略上采用了轮盘选择策略;在算法的不同时期对信息素挥发系数ρ进行调整;计算目标节点距离时去掉节点间直线距离,而采用从电子地图获取的实际导航距离;最后获取电子地图数据,用于改进后的蚁群算法,进行最优路径求解.实验结果分析表明,算法改进前后求得的直线最短路程分别为64.526、62.598 km,验证了改进后算法的有效性,实际道路导航最短路程为89.378 km,说明文中提出的最优路径求解方式更切合实际,实用性更高.     

蚁群算法在舰船调度系统中的应用

传统的舰船调度系统多数基于遗传算法,存在大量无用的迭代计算,影响系统运行效率。为此,提出蚁群算法在舰船调度系统中的应用。构建基于Agent的双层调度体系,充分发挥分布式计算、多任务并行处理的特点。在此基础上,利用蚁群算法确定舰船初始位置,初始化舰船信息素,根据全局搜索和局部搜索2种情况,通过迭代计算得到舰船调度最优解,将最优解反馈至系统的调度层,实现舰船调度。测试结果表明,在相同的测试条件下,设计的应用蚁群算法的舰船调度系统的迭代计算次数明显少于传统的调度系统。     

基于改进蚁群算法的多自主式水下机器人任务分配

[目的]以多自主式水下机器人(MAUV)执行海底地形勘察任务为背景,提出一种基于改进蚁群算法的MAUV最优任务分配算法。[方法]首先,建立任务分配问题模型;然后,针对基本蚁群算法进行改进。改进的蚁群由多个子群组成,通过对任务执行能力蚂蚁的选择方法、启发函数和全局信息素更新方式进行改进,以此提高算法的自适应能力和全局搜索能力,并在局部搜索中通过2-opt算法进一步加快最优解的收敛速度。[结果]Matlab仿真结果表明,改进的蚁群算法可以有效提高MAUV的任务分配效率,从而快速地平衡航行距离和能耗代价。[结论]研究成果可为MAUV海底地形勘察任务分配提供参考。     

双层蚁群优化算法的舰船应急物流路径规划方法研究

路径规划对舰船应急物流配送具有十分重要的意义,当前蚁群优化算法存在初始信息素少,无法得到最优的舰船应急物流路径规划的缺陷。为了高效、准确对舰船应急物流路径规划问题进行求解,提出了基于双层蚁群优化算法的舰船应急物流路径规划方法。首先分析当前舰船应急物流路径规划研究现状,并建立舰船应急物流路径规划模型,然后采用粒子群算法快速找到舰船应急物流路径可行解集合,将其作为蚂蚁的初始信息,最后根据初始信息对舰船应急物流最优路径进行搜索,并进行了舰船应急物流路径规划仿真测试。双层蚁群优优化算法可以对舰船应急物流路径规划问题进行精准求解,克服了当前舰船应急物流路径规划方法的缺陷,而且舰船应急物流路径规划问题求解效率更高。     

基于蚁群聚类的路面识别分析方法

道路是城市的重要基础设施．路面状况的鉴定与评价直接关系到公路的养护决策,是一项至关重要的工作．本研究将蚁群聚类算法应用于路面识别领域,提出一种基于蚁群聚类优化的路面识别分析方法,将此方法运用于路面识别系统．该系统由数据采集、数据预处理和蚁群聚类优化3个模块组成,其中蚁群聚类主要提取了纵轴方向的3个特征属性,通过不断更新聚类中心产生的信息素矩阵,并通过分类器进行路面分类．实验结果表明：蚁群聚类优化具有全局收敛以及启发式学习等优点,运算效率高,路面识别准确率达到95.3％,验证了此方法的有效性．     

基于蚁群优化的AUV全局路径规划研究(英文)

路径规划是自主式水下潜器(AUV)导航研究的重要课题,AUV可用于未知环境如海洋空间探测.在大范围海洋环境中,应用蚁群优化原理对自主式水下潜器的全局路径规划问题进行了研究.引入栅格建模方法建立了蚁群可视图模型,设计了蚁群信息素更新规则;给出了蚁群全局路径规划的操作步骤;针对蚁群规划路径不平滑问题,设计了切割算予和插点算子.仿真实验结果表明,蚁群全局规划算法非常适合于求解复杂环境中的规划问题,规划时间短、路径平滑,其原型系统可应用于非结构化无人环境监测.     

蚁群算法和遗传算法结合的航线生成

为在设计航线时获取最优航线,研究蚁群算法与遗传算法相结合的航线生成方法,讨论海图信息离散化、蚁群搜索产生航线初始种群、遗传优化获取最优航线等问题。介绍海图信息网格结构及网格属性计算方法,蚁群搜索航线的策略及信息素的更新,遗传优化航线的各种操作方法,航线辅助生成系统的功能,验证方法的可行性和模型的准确性。     

改进蚁群算法及其在船舶最优航线导航中的应用

由于海洋航行环境复杂,同时受到各种风、浪、流等多种因素的影响,使得在通航水域发生的安全事故随之增加,造成巨大的财产损失,同时危及船员的生命安全。为了保障船舶在海洋上安全高速航行,必须设计出最为安全可靠的最优航线。针对传统的蚁群算法在船舶最优航线导航过程中后期存在收敛速度慢、易出现停滞的缺陷,设计一种改进的蚁群算法进行船舶最优航线导航。首先利用混合更新策略,对船舶航线栅格上的信息素进行更新,然后在找到的船舶的所有可行航线中,搜索出最优航线,最后进行仿真测试。实验结果表明,相比较于对比算法,改进蚁群算法搜索到的航线更优,更为安全可靠,所耗费的时间少于对比算法,是一种效率高、可靠性好的船舶最优航线导航算法。     

海事辖区无人机溢油监测巡航路径规划

针对海上溢油监视监测能力薄弱问题,提出一种海事辖区无人机溢油监测巡航优化模型与算法。基于海上溢油巡航安全高效、绿色环保和快速反应要求,考虑溢油监测点全部遍历和无人机最大航程等约束条件,以无人机监测巡航路径最短为目标函数建立海上无人机溢油监测巡航优化(MUOSMCO)模型。在传统蚁群算法的基础上,基于精英策略的局部信息素更新改进蚁群算法对MUOSMCO模型求解。仿真表明,所提模型和算法能够快速求出无人机最优溢油监测巡航路径,且溢油监测巡航服务质量和效率也得到了有效提升。研究成果为我国研制海上溢油监测系统提供理论参考。     

基于改进蚁群算法的装配序列规划研究

针对复杂装配产品的装配序列规划问题,构建了包含零部件装配方向、重量、尺寸、装配关系数以及装配连接方法的装配序列评价体系函数.提出一种改进的蚁群算法,建立了算法寻优的数学模型和以零部件为对象的启发式函数,将启发式函数值作为引导蚂蚁进行零部件选择的信息素,并在蚂蚁逐步寻优过程中加入候选零部件筛选规则、装配方向规则和装配阻碍规则等计算规则,辅助蚂蚁摒弃劣质解选择最优解,直到获得产品的整条装配序列.最后以船舶某机型柴油机气缸盖模型为例,验证了改进蚁群算法在求解复杂产品装配序列规划问题的可行性和有效性.     

基于蚁群算法的船台吊装网络优化技术研究

船台吊装网络优化涉及到船台设备和吊装工艺的双重约束,是一种典型的NP难题.根据船厂制造网络优化的需求,提出了一种适合蚁群算法的船台网络模型,在此基础上实现了船台网络优化的蚁群算法,以实现吊装进度安排的优化.该方法具有蚁群算法的全局优化特点,可以很好的解决实际工程问题,最后通过一个算例,进一步说明了这种方法对于解决船台吊装网络优化问题的有效性.