船舶结构混合变量优化的遗传算法

本文针对船舶结构优化设计中普遍存在的混合离散变量现象，对遗传算法进行了若干探讨和改进，以直接获得实用的最优解。通过两个船舶结构优化的算例，验证了本文方法的有效性。     

求解TSP问题的一种启发式遗传算法

TSP问题是著名的NPC问题，在组合优化中有许多应用。讨论如何应用启发式遗传算法求解此问题，并设计一种启发式交叉算子和换位变异算子，主要特点是给出算子在程序中的实现技巧，提高搜索的速度。经实例分析，算法性能较好，能较快得到问题的满意解。     

水声网络探测节点的一种运动目标参数估计算法

文章提出了一种水声网络探测节点的运动目标参数估计方法,即基于模型匹配原理的估计算法。给出了算法的原理和仿真分析。     

Theoretical and experimental excitation force spectra for railway-induced ground vibration: vehicle–track–soil interaction,irregularities and soil measurements

Excitation force spectra are necessary for a realistic prediction of railway-induced ground vibration. The excitation forces cause the ground vibration and they are themselves a result of irregularities passed by the train. The methods of the related analyses – the wavenumber integration for the wave propagation in homogeneous or layered soils, the combined finite-element boundary-element method for the vehicle–track–soil interaction – have already been presented and are the base for the advanced topic of this contribution. This contribution determines excitation force spectra of railway traffic by two completely different methods. The forward analysis starts with vehicle, track and soil irregularities, which are taken from literature and axle-box measurements, calculates the vehicle–track interaction and gets theoretical force spectra as the result. The second method is a backward analysis from the measured ground vibration of railway traffic. A calculated or measured transfer function of the soil is used to determine the excitation force spectrum of the train. A number of measurements of different soils and different trains with different speeds are analysed in that way. Forward and backward analysis yield the same approximate force spectra with values around 1 kN for each axle and third of octave.     

基于蚁群算法的舰船避险航路规划

采用蚁群算法研究舰船避险航路规划问题,利用栅格法将航行海区进行细分,建立舰船避险航路模型,进而求算优化解。仿真结果表明,蚁群算法求解舰船优化航路具有较强的稳定性和鲁棒性。     

含软弱土层边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术

提出了一种用于边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术,首先采用三角网格进行了边坡土层的几何离散,然后,结合蒙特卡洛法等角/等边逐段扫描与模拟退火法,构建了全套的边坡全局临界滑面搜索扫描算法。以Fortran和Matlab为计算手段进行联合编程,采用简明Morgenstern-Price法进行了边坡稳定性分析计算。通过选用3个算例进行了算法的可靠性验证,计算结果表明:截面三角网格划分方法具有良好的适应性,能较好地对不规则层位几何形状进行离散;多段折线滑面具有较圆弧滑面更为优秀的极限滑面定位功能,其安全系数随着滑面段数的增加会逐步达到收敛;本搜索方法可不依赖于工程师经验进行多段折线初始滑面的大致范围选择,其能快速地、全自动地进行由弱到强不同复杂土质情况的边坡稳定性计算分析,并能找到全局临界滑面与安全系数。     

路网车流径路选择随机相关机会规划模型及其混合遗传算法

研究随机环境下车流径路的选择问题,首先给出路网车流径路方案可靠性的定义,并在此基础上建立随机环境下车流径路选择问题的随机相关机会多目标规划模型。模型考虑了车流具有不同权重的情况,目标为极大化车流径路方案的可靠性及极小化期望总费用。用C＋＋语言编写K短路算法,并在Visual Studio 6.0上基于该算法开发了软件,用于计算网络上任意两点之间的K短路。以该软件计算出的K短路作为节点间的可选径路集,提出一种基于随机模拟的混合遗传算法。算例表明,在不同交叉和变异概率的条件下算法均可在给定进化代数内收敛至相同的最优解,有较强的适应性。     

一种隧洞探测型AUV及其图像拼接方法研究

裂缝是输水隧洞最普遍的缺陷和潜在威胁,AUV巡检与拍摄输水隧洞中的裂缝,通过拍摄的水下图像进行处理,以确定裂缝位置。但由于水下环境极大限制了光视觉图像可视范围与分辨率,单幅水下图像所获得的视角范围有限,所以本文提出了基于SURF算法的AUV水下图像拼接方法研究。该方法首先在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变与限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低、噪声严重等问题。接着将SURF特征点检测算法应用于水下图像配准当中,并与RANSAC算法相结合对特征点进行精确匹配,然后应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池与外场实验拼接图像来验证该方法的正确性。     

基于熵值法的船舶涂装工艺多目标评价模型

为提升船舶涂装工艺管理水平,解决传统涂装工艺评价对人工经验依赖性强的问题,基于多目标理论构建多目标评价模型,综合考虑干膜厚度、经济成本及涂装效率,以涂层质量、涂料用量和涂装工时为评价标准建立目标函数。采用熵值法确定各目标函数权重系数,可以更客观地反应各目标函数对评价结果的影响。结果表明,该方法对涂层质量的评价与人工检验结果一致,此外,该多目标函数综合考虑船舶涂装经济性与时效性,评价结果更加科学合理,该研究成果可为船舶涂装工艺的预制定与涂装工艺参数的优化提供参照。     

三种基于四元数模型的声矢量阵MUSIC算法

传统的基于长矢量模型的MUSIC算法没有充分利用矢量水听器各分量之间的正交特性,存在多目标分辨能力不足的缺点。针对这一情况,文中引入了四元数的概念,利用四元数能更好地描述矢量水听器各分量的正交结构这一优点,提出了三种基于四元数模型的二维声矢量阵方位估计算法:Q-VV算法、Q-PV算法和Q-PVV算法。与基于长矢量模型的MUSIC算法相比,新算法降低了协方差矩阵的维数,占用更少的内存空间。同时,由于利用了四元数强正交性约束的特点,新算法有好的单目标估计精度和多目标分辨能力。其中:Q-PV算法和Q-PVV算法利用了声压与振速的相干性,抗各向同性干扰的能力优于Q-VV算法。仿真实验证明了算法的有效性。