基于BP网络和混合遗传算法的岩土工程位移反分析

岩土工程涉及到的地质条件和岩体特性参数是不完全定量的,采用传统的方法进行岩土工程位移反分析难以得到优化。此文根据技术的发展和自然进化的全局搜索优化算法,经研究提出遗传算法与局部搜索能力很强的单纯形法相结合的混合遗传算法,将大大改善遗传算法的局部性能。在此基础上,又将混合遗传算法与神经网络相结合,建立起智能位移反分析方法,采用MATLAB6.5开发出智能位移反分析程序,并以工程实例验证该位移反分析方法的可行性。     

基于遗传算法的车站标识决策点布设方法研究

针对大型客运站旅客向导标识布设的复杂性,提出基于遗传算法求解决策点的优化方法,并以北京南站为例进行标识布设实例分析,为实际方案的实施提供决策参考依据.     

基于机器学习和非支配排序遗传算法的盾构姿态预测与优化北大核心

提出了一种将贝叶斯优化(BO)算法、随机森林(RF)算法和第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态优化方法。依托杭州—临安城际铁路工程,选取盾构参数、土性参数和隧道埋深作为输入参数,使用BO算法优选RF算法的超参数,构建盾构姿态预测模型,并对输入参数进行重要性分析。将盾构姿态预测模型函数作为适应度函数,引入NSGA-Ⅲ算法优化盾构姿态,并得到盾构参数控制范围。结果表明:采用BO-RF算法和工程实测数据训练模型,所得预测模型精度较高;千斤顶推力对盾构姿态影响最大,膨润土掺加量对盾构姿态的影响最小;采用BO-RF-NSGA-Ⅲ优化方法,盾构切口水平位移和垂直位移平均值分别减小了37.20%、36.87%,盾构尾部水平位移和垂直位移平均值分别减小了26.52%和18.10%,对盾构姿态的优化效果显著。该优化方法可靠适用,值得推广。     

基于猴群算法的斜拉桥测点优化布置研究

传感器的测点布置是大跨结构健康监测的关键问题之一。为了使用较少的传感器获取尽可能有效的数据,将猴群算法应用于斜拉桥的测点优化中。结合斜拉桥的特点,应用Fisher信息矩阵变化率筛选振型模态,并依据振型参与质量选取了y,z两个方向的6阶振型,对主梁传感器布置作优化分析。通过与有效独立法和遗传算法的对比分析,验证了猴群算法对大跨度斜拉桥的测点布置优化的适用性。     

一种改进的实数编码遗传算法

针对实数编码在进行数值优化时固有的过早收敛、停滞现象和弱的爬山能力等缺点,通过设计不同的交叉、变异算子,提出了一种改进的实数编码遗传算法。数值实验显示,该方法在函数优化问题上取得了非常满意的效果。     

结构损伤识别的传感器优化布设方法

对振动模态分析技术中关于传感器最优布点方法的研究进行述评。针对结构损伤识别中有关指纹更新识别以及模型修正所需的模态动态信息，提出了传感器优化布设的方案。对于结构重点部位的监测，则可以利用灵敏度分析的方法确定传感器的布设，实现对结构状态信息的最优采集，改善对结构的整体探伤能力。     

面向布局问题求解的混合全局优化算法研究

布局问题属于NP完全问题。由于布局函数的病态性状，传统的优化算法很难解决此问题。遗传算法、模拟退火算法等对全局优化展示了一定的前景，但是它们的求解精度和效率不能令人满足。本文将启发式随机搜索策略和局部优化算法相结合，构造了混合全局优化算法（MGOA）来解决这一困难。通过典型测试函数与经典遗传算法，模拟退火算法，复合形法进行比较验算，表明该算法具有优良的求解质量和较好的求解效率；并以旋转卫星舱布局的简化模型为背景，建立多目标优化数学模型，通过一个已知最优解的布局算例与遗传算法和乘子法的计算结果比较，该算法求解的质量和效率更优。表明此算法在布局优化中具有应用潜力。     

轨道安全监测中传感器优化配置研究

为了研究轨道结构安全监测中传感器的合理配置方法,确保城市轨道交通安全运营,通过建立桥上交叉渡线道岔模型和钢轨应变传递误差最小的目标函数,提出传感器测点选择依据和监测方案评价标准,保证监测方案的经济性、合理性。结论表明:模型数据曲线可以指导监测系统的测点位置选择;随着传感器测点数量增加,监测误差逐渐减小,但在误差比率的"拐点"后增加单位个数传感器带来的收益降低;通过建立误差最小准则的目标函数,结合误差指标可以评价和优化传感器布设方案;钢轨位移、附加力等指标的监测方案也可以通过本文方法确定。     

GATS混合算法及其收敛性研究

通过对遗传算法和ｔａｂｕ算法的优势和不足分析，提出一种将二者混合使用的求解优化问题的算法。该算法以遗传算法为基础，用遗传算法作全局搜索，用ｔａｂｕ Ｓｅａｒｃｈ算法作局部搜索，改进遗传算法的计算结果。最后，利用马尔可夫链理论证明了混合算法的全局收敛性，并进行了实例研究。     

融合轨枕检测和卡尔曼滤波的中低速磁浮列车测速定位优化算法研究

可靠、准确的速度位置信息对于中低速磁浮列车的安全行驶起着至关重要的作用.基于中低速磁浮列车测速定位中常用的轨枕计数检测方法,采用2套涡流传感器冗余设备采集列车的速度、位移数据,提出不同速度下列车测速定位的优化算法.在该优化算法的基础上融合了卡尔曼滤波,通过不断迭代和更新,得到准确的速度位置信息,并计算出采用2套测速设备...     

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.     

基于遗传算法的机车二系支承载荷调整优化方法

为了改善机车轮轴重量分配的均匀性,从分析机车二系支承结构出发,建立二系载荷分布弹簧高度调整模型,提出应用遗传算法实现机车二系支承点加垫高度值的快速优化计算。针对机车二系支承载荷分布多维参数优化问题的特点,给出基于实数编码的改进遗传算法模型。对国产SS9,SS3b型机车实际应用,可使二系支承载荷分布最大误差进一步减小8%～15%,平均计算过程时间减少约20%。结果表明这种方法克服了基于误差梯度信息迭代搜索求解支承点加垫最佳值算法的不足,在获得一致的全局优化(近似)解,以及在减小运算时间、提高调簧算法的可靠性和实时性等方面具有明显的效果。     

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.     

编组站调度计划随机机会约束规划模型及算法研究

运用随机规划方法,研究列车解编时间随机变动情况下编组站阶段计划的优化编制问题,建立了以压缩车辆中时和减少出发列车晚点时间为目标的随机机会约束规划模型。将模型中的随机机会约束转化为相应等价形式,从而将随机规划模型转化为确定性模型,并提出了一种改进遗传算法对之进行求解。该算法基于列车解编顺序对染色体进行编码,并针对问题的特殊性设计了相应的交叉和变异操作。算例表明,设计的改进遗传算法能够在较短时间内收敛至最优解,编组站阶段计划的随机机会约束规划模型能取得可靠性更高的调度计划,为改进编组站的决策质量提供了一条解决的途径与方法。     

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.     

高速铁路基础设施检测传感器网络物理拓扑优化方法

高速铁路基础设施的状态关系到列车运行安全,传感器网络技术为高速铁路基础设施状态的实时、全天候检测提供了可能。根据高速铁路基础设施检测传感器网络的应用需求,建立由检测节点(ED)、信息转发节点(RP)、网络接入节点(AP)构成的3层网络通信模型。在确定检测区域所需ED节点类型和个数的基础上,建立网络通信节点带宽利用率最大的整数规划模型,将传感器网络物理拓扑优化问题转化为多次整数规划问题;针对研究区域无传感器网络资源和已有若干传感器网络资源的2种实际应用情况,给出基于粒子群优化算法的求解步骤。对包含60个ED节点的检测应用实例,利用给出的算法通过50次迭代得到了这2种情况下的最优网络节点个数及各通信节点的ED节点组合策略。对实例求解的结果表明,所提出的传感器网络通信模型、物理拓扑优化方法及算法能够解决高速铁路基础设施检测传感器网络物理拓扑的优化问题,可有效降低传感器网络的成本及确定最优的网络通信链路。     

行包运输行李车三维装载优化问题研究

结合行包运输行李车三维装载优化问题的具体特点,建立其优化数学模型并提出应用遗传算法求解,以获得行包优化装载方案,达到充分利用行李车装载质量或装载容积的目的。算法中考虑行包尺寸、装载顺序、放置方向、装载体积、装载质量及装载重心等约束条件,并结合放置方向及装载顺序约束采用巧妙的个体编码方法,结合行包尺寸、装载容积、装载质量及重心约束构造合理的适应值函数。实例计算表明,应用文中遗传算法求解可以获得理想优化装载结果,计算时间缩短,算法有效可行。     

基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术

对光纤光栅传感器的原理进行理论分析,提出长标距光纤光栅传感器的概念,提出长标距光纤光栅传感器的制作工艺,分析长标距光纤光栅传感器的应用特点,将长标距光纤光栅传感器应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程与长期监测,优化提出布设方案及布设施工工艺,对桥梁关键截面的应力监测数据与理论数据进行对比分析,结果表明长标距光纤光栅传感器具有实测数据稳定、可靠、精确和准分布等优点,能实现对桥梁应力、温度等多项内容的实时监测,是一种有效的结构监测传感器。     

基于混合算法的机车二系弹簧载荷调整优化方法

针对电力机车二系悬挂调簧分析数学模型算法的优化问题,提出一种遗传算法(GA)与蚂蚁算法(AA)相结合的混合优化算法。其基本思想是:首先采用遗传算法以较少的进化代数进行全局快速随机搜索,获得若干可能的(近似)优化解,以此生成蚂蚁算法初始信息素分布,再用后者求得全局优化精确解。对国产SS3B和SS9型机车的应用结果表明,对同一车体进行多次优化计算试验,混合优化算法的搜索寻优过程均能稳健一致地收敛到全局优化解,可明显缩短二系支承载荷调整调簧计算所需时间,使调簧试验的实时性大为提高。对于二系为高圆簧的SS9型机车,混合算法平均用时比迭代算法和单一遗传算法分别减少约74%和29%。     

基于改进遗传算法的铁路物流中心功能区布局优化研究

针对铁路物流中心功能区布局进行优化,能够有效提高铁路货运效率.在铁路物流中心功能区布局优化模型基础上,采用从左到右、从下往上的改进分层布局方式,对各功能区域采用连续上下位移的改进堆积方式,优化遗传算子及算法流程,设计改进的遗传算法.通过选取案例,分别验证了分层思想的简单堆积方式和改进堆积方式2种情况下的遗传算法求解结果...