基于模拟退火算法的地铁盾构隧道长期沉降预测

软土地区的地铁盾构隧道沉降的影响因素复杂,且不同的因素会对隧道结构内力、变形、接头伸缩等造成影响,导致沉降预测困难。在对杭州地铁1号线某区间沉降实测数据分析的基础上,采用基于Monte-carlo迭代求解模拟退火算法,对逻辑斯蒂曲线模型进行求解,并综合考虑各因素对沉降影响的整体效果,建立地铁盾构隧道长期沉降预测模型。根据实测同预测数据的对比研究分析,本计算求解方法不仅可行,而且与实际量测数据吻合较好。     

基于模拟退火算法的供应链管理分析

随着经济全球化的到来,更多的企业将工作重心放在其核心竞争力上,而物流业务也逐渐从生产加工等业务中分离出来。因此,如何有效管理供应商和生产商之间的关系(即供应链管理)已成为当前企业竞争和收益的焦点。以往对于供应链模型的求解往往是基于遗传算法等,虽然成熟有效,但局部搜索能力较差并且计算时间较长。主要应用模拟退火算法对供应链模型的求解问题进行研究和分析,并结合例题说明其有效性。     

考虑弹流润滑的圆柱滚子轴承多目标智能优化设计

基于弹性流体动力润滑理论,以额定动载荷最大和膜厚比最大为目标函数,通过对圆柱滚子轴承多目标优化数学模型的研究,应用退火罚函数方法将其转化为无约束单目标优化问题.采用遗传算法求解含连续及离散变量的优化设计问题,同时针对遗传算法的局限性,采用了实数编码,调整了适应函数,设计了基于确定性准则的杂交算子和变异算子,借鉴了优解保留策略,结合模拟退火算法,形成了遗传模拟退火算法,该算法发挥了模拟退火与遗传算法各自的特点.算例表明了该优化方法的有效性.     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

基于混沌模拟退火回火算法的结构混凝土超声层析成像

针对混凝土超声波层析成像结果不惟一和稳定性差的问题,依据超声波在混凝土中的传播特点,在反演算法中引入物理意义明确的自然权矩阵,对走时较小的射线和射线较密的成像单元加以重权,形成了二次增广目标函数方程;然后,通过混沌模拟退火回火算法来寻求其全局最小值,从而得到各网格单元的声速计算值。在寻优过程中,其初始值由反投影法求得。模型试验表明,由于利用了正确的先验信息,加上混沌模拟退火回火算法在寻找函数极值方面具有优良的特性,不但反演过程收敛,而且数值稳定,其成像结果能真实有效地反映对象内部缺陷,因此,该算法适用于混凝土的超声波速度反演。     

基于模拟退火的路基土动态回弹模量建模研究

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比。研究结果表明,围压和偏应力均对路基土的动态回弹模量均有显著影响,利用开发的模拟退火参数搜索程序,可以实现各种回弹模量模型的参数搜索,有助于克服等效线性法的缺点,能更便捷、准确地建立回弹模量预估模型。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

Traffic signal timing problems with environmental and equity considerations

Traffic signal timings in a road network can not only affect total user travel time and total amount of traffic emissions in the network but also create an inequity problem in terms of the change in travel costs of users traveling between different locations. This paper proposes a multi‐objective bi‐level programming model for design of sustainable and equitable traffic signal timings for a congested signal‐controlled road network. The upper level of the proposed model is a multi‐objective programming problem with an equity constraint that maximizes the reserve capacity of the network and minimizes the total amount of traffic emissions. The lower level is a deterministic network user equilibrium problem that considers the vehicle delays at signalized intersections of the network. To solve the proposed model, an approach for normalizing incommensurable objective functions is presented, and a heuristic solution algorithm that combines a penalty function approach and a simulated annealing method is developed. Two numerical examples are presented to show the effects of reserve capacity improvement and green time proportion on network flow distribution and transportation system performance and the importance of incorporating environmental and equity objectives in the traffic signal timing problems. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于混合优化策略的多学科协同优化及其应用

多学科设计优化为复杂系统工程设计提供了新的思路并成为优化设计领域的研究热点。针对传统多学科协同优化算法常常出现无法收敛或收敛陷入局部最优的问题,提出基于模拟退火算法和序列二次算法的混合协同优化(collaborate optimization based on simulated annealing and sequential quadratic programming,SA-SQP-CO),SA-SQP-CO应用模拟退火算法和序列二次算法的混合优化策略取代传统系统级基于梯度的求解方法,同时引入动态松弛的思想,在二阶段寻优过程中采用动态松弛量代替系统级一致性等式约束加强学科一致性、提高系统级收敛效率。以经典齿轮减速箱测试算例,通过与传统多学科协同优化算法比较,验证了该方法在优化结果可靠性、稳定性等方面有优势。最后,应用SA-SQP-CO算法求解抛物线型载荷下纤维加强悬臂梁轻量化设计问题以体现其工程实用性。