一种基于邻域空间的混合粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法在信息共享机制的不足,提出基于邻域空间的混合粒子群优化算法。该算法修改了粒子速度更新方程,提出了一种将模式搜索算法嵌入粒子群优化算法新方法。通过4个典型的测试函数的实验研究,表明了所提出的算法充分发挥了模式搜索算法强大的局部搜索能力和基于邻域空间的粒子群优化算法的全局寻优能力,很好地平衡了算法的全局“探索”与局部“开发”。新算法具有优化精度高、鲁棒性强的特点,特别适合对高维多峰函数进行优化。     

细菌觅食机制粒子群优化算法

针对基本粒子群优化算法易陷入局部极值的缺陷,提出了一种细菌觅食机制粒子群优化算法.其基本思想是在粒子群优化算法中引入细菌觅食行为机制,提高PSO算法跳出局部极值的能力,借以改善PSO算法的寻优性能.采用标准测试函数的实验结果表明,该算法在收敛速度和求解精度方面均有显著改进.     

改进粒子群算法的轨道列车节能控制优化

当前列车节能控制研究的优化算法存在优化效果不明显,收敛速度慢等一系列问题,提出了一种引入自适应惯性权重,同时加入具有调整能力的动态学习因子与改进速度更新公式的粒子群优化算法。一是通过惯性权重来平衡不同阶段的搜索能力,加入拥有调整能力的动态学习因子,着重加强算法后期的运算效率和收敛能力,同时引入惩罚函数,将列车运行过程中的拘束条件转化为惩罚因子,提升搜索速率;二是对传统的速度更新公式进行改进,用来降低选取到不理想的粒子影响寻优结果的概率。经过Matlab仿真分析,与传统的列车运行优化算法相比,改进后的优化算法收敛速度更快,列车节能效果更好。     

角接触球轴承的罚函数粒子群算法优化设计

为了提高角接触球轴承的性能,以双列角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷最大为优化目标建立了双列角接触球轴承结构的多目标优化模型.针对普通粒子群算法易于陷入局部最优的缺陷和不能有效解决带约束条件的优化问题,基于标准粒子群算法,在目标函数中加入惩罚项,将带约束条件的优化问题转变成无约束优化问题.最后以3210角接触球轴承为算例,通过提出的罚函数粒子群算法对其进行了优化设计,经优化后,轴承动、静载荷额定值各自提高了66.46％和70.60％.结果表明,采用罚函数粒子群算法能较好的提高角接触球轴承的性能.     

基于免疫粒子群优化算法的多约束路由选择算法

受生物体免疫系统免疫机制的启发,把免疫系统的免疫信息处理机制引入到粒子群优化算法中,设计了一个基于免疫粒子群优化算法的路由选择算法。这种免疫粒子群优化算法结合了粒子群优化算法具有的全局寻优能力和免疫系统的免疫信息处理机制,实现简单,改善了粒子群优化算法摆脱局部极值点的能力,提高了算法进化过程中的收敛速度和精度。     

基于改进PSO算法的磁浮列车PID控制器参数优化

为减小磁浮列车气隙控制中非线性的影响,将粒子群优化(PSO)算法用于磁浮列车控制器参数优化,并在线性递减权重粒子群算法的基础上,提出了一种改进的粒子群优化算法.算法采用了邻域结构、停滞检测以及对全局最佳粒子的微扰,以改善算法的优化速度和收敛性.仿真和实验结果表明,将改进算法获得的优化参数用于磁浮列车的比例积分微分(PID)控制器,比原有PID控制器的输出超调减小45%.     

基于混沌变异粒子群优化算法的图像稀疏分解

提出了基于改进的粒子群优化（PSO）算法的匹配追踪算法,用于快速图像稀疏分解．改进的PSO算法利用尺度收缩混沌变异的精细局部搜索性能,使稀疏分解的匹配追踪算法具有良好的全局寻优能力,提高了稀疏分解在冗余字典中原子匹配的速度和准确度．用二维墨西哥草帽函数作为冗余字典的生成函数,以增强对图像边缘和轮廓的表达能力．仿真结果表明,用提出的算法实现图像稀疏分解比用遗传算法和PSO更快更有效,重建图像的视觉效果好．     

基于改进粒子群算法的工程项目综合优化

为解决现有粒子群优化算法进化过程中"早熟"的问题,提出了一种改进的粒子群优化算法HSPSO.算法采用多子群分层策略,以提高收敛速度和优化精度.为求解工程项目的综合优化问题,建立了工期-成本-质量的数学优化模型和多目标优化模型.通过实例对标准粒子群优化算法(SPSO)和差分进化(DE)算法进行了比较,并采用HSPSO算法进行多目标优化.最后,用枚举法验证了模型的合理性和算法的有效性.与已有研究相比,HSPSO算法能在种群规模较小(20个粒子)的情况下,快速找到满意的解(平均迭代次数不超过20次).     

一种改进型粒子群算法求解资源优化配置问题

针对粒子群算法在求解优化问题时难以兼顾收敛精度与收敛速度这一问题,提出对目标的惯性权重进行修正和引入随着惯性权重变化的惯性学习因子的方法,该算法充分利用了上一代速度与位置、自我认知和群体间信息共享3部分内容,来影响算法的优化结果,提高了算法的全局和局部的搜索能力.最后将改进的粒子群算法应用于工程项目中的资源优化配置问题中,证明了该算法的有效性.     

基于个体最优位置的自适应变异扰动粒子群算法

针对粒子群算法在寻优时容易陷入局部最优的不足,提出了一种基于个体最优位置的自适应变异扰动粒子群算法AMDPSO (adaptive mutation disturbance particle swarm optimization).该算法以粒子群算法为基础,加入扰动,当满足自适应条件时,粒子以个体最优位置为依据进行变异操作.将该算法运用于6个测试函数,并与惯性权重粒子群算法、收缩因子粒子群算法以及差分进化算法进行了比较,结果表明:AMDPSO能在寻优过程中让粒子跳出局部最优,保持种群多样性,具有更好的收敛速度和优化性能.      

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上，以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数，建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法，计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%；改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重，求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%；通过分析最优解的特点，将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合，算法的求解 质量提高了4.05%；通过补贴模式对比实验发现，在合理规划周期内，货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下，可有效提升平台利润，提高车辆利用率。     

基于目的层预约的改进型粒子群电梯群控调度策略

针对单一粒子群算法的派梯策略优化运算过程中容易陷入局部极值点的状况,结合模拟退火理论,提出一种改进型的粒子群电梯群控派梯策略,应用到目的层预约的电梯群控系统中.通过仿真和对比试验可知,基于目的层预约的电梯群控系统能有效地提高服务的各项指标,改进型的粒子群电梯群控调度策略可有效减小乘客候梯时间和电梯启停次数,改善电梯运行性能.     

基于免疫粒子群神经网络的短时交通流量预测

免疫理论中的基于浓度选择机制能避免粒子群算法在群体收敛性和个体多样性平衡问题上的不足,使改进后的粒子群算法优化BP神经网络参数的配置,提高短时交通流量预测的准确性。仿真实验表明：免疫粒子群优化后的BP神经网络可有效提高短时交通流量的预测精度,减小预测误差。     

RES脉内特征的差分进化粒子群投影寻踪评价模型

针对雷达辐射源信号脉内特征综合评估存在标准单一、缺乏客观性等问题,提出了基于群体智能的雷达辐射源信号脉内特征综合评估模型.首先,通过投影寻踪算法将雷达辐射源信号脉内特征的综合评估问题转化为有条件限制的多元非线性目标函数的优化问题;其次,通过改进的粒子群优化算法与差分进化算法的结合得到新的智能算法;最后,利用该算法实现多元非线性目标函数的优化求解.仿真结果表明:该群体智能算法对Rosenbrock测试函数的最优适应度值最小,对Rastrigrin函数和Girewank测试函数的最优适应度值为0,说明该算法的计算精度优于其他算法.同时适应度值的方差比标准粒子群算法和差分进化算法小,说明该算法的收敛性和鲁棒性较好.通过与加速遗传算法对评估问题目标函数5次优化结果的比较,本算法的计算结果没有波动,说明基于群体智能的RES脉内特征综合评估模型能够更客观、更有效地实现对RES脉内特征的综合评估.      

车辆路径问题的混沌粒子群算法研究

针对车辆路径问题中单仓库非满载这一基本类型的具体特性,设计了一种混沌粒子群算法;利用混沌系统的随机性、规律性和遍历性初始化粒子,大范围覆盖车辆路径问题的解空间,加强算法最优路径的搜索能力;通过在求解过程中的次优路径处施加混沌扰动,使算法放弃当前求解的路径,避免结果为次优解。并通过试验验证了该算法在车辆路径问题中具有很强的寻优能力。     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。      

基于邻域极值数的协同粒子群优化算法

提出了一种基于邻域极值数的协同粒子群优化算法。该算法将种群分为若干个独立进化的子种群。根据邻域极值数确定各子种群的生存状态。根据子种群的生存状态对子种群实施相应的控制操作,提高子种群的搜索能力,实现子种群之间的信息共享,共同进化。测试结果表明基于邻域极值数的协同粒子群优化算法是一种高效稳健的全局优化算法。     

边远海域救援船舶与直升机联合搜救优化

以救援船舶行驶路线、释放救援直升机时刻与救援直升机搜索方案为优化内容,以搜救时间最短和发现概率最大为目标,建立了海空联合搜救双目标优化模型,并结合地理信息系统和智能算法设计了模型求解算法;利用地理信息系统模拟了复杂海洋环境中风、浪因素影响下的救援船舶和遇险船舶运行状态,采用自适应混沌搜索替代随机搜索,改进了传统粒子群算...     

敷设聚脲的吸声模型改进粒子群算法优化

为了提高敷薄吸声层的水下小目标的隐身性能,以敷设聚脲的多层结构为基本吸声模型,推导了模型的反射系数计算公式.针对材料优化的应用需求,将粒子群算法的局部算法和全局算法相结合,改进粒子群算法的优化策略,得到了动态混合粒子群算法,提高了收敛能力和搜索精度.利用该算法对多层吸声模型的材料参数进行寻优,结果表明:当吸声材料杨氏模量近似为频率的分段线性函数时,其吸声性能最优.在此基础上,建立了提高模型吸声性能的理论方法,并进行了实例验证,结果表明,该方法可使模型吸声性能在140～500 kHz范围内达到-10dB以上.