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基于CatBoost-NSGA-Ⅲ算法的盾构姿态预测与优化
1
作者
吴贤国
刘俊
+3 位作者
曹源
雷宇
李士范
覃亚伟
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期69-77,共9页
为解决盾构掘进过程中因盾构前倾变形、蛇形、轴线偏离及纠偏等影响施工安全性与高效性的问题,提出一种将类别型特征梯度提升(CatBoost)与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态多目标优化方法;以贵阳地铁为例,选取22个影...
为解决盾构掘进过程中因盾构前倾变形、蛇形、轴线偏离及纠偏等影响施工安全性与高效性的问题,提出一种将类别型特征梯度提升(CatBoost)与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态多目标优化方法;以贵阳地铁为例,选取22个影响因素作为输入参数,利用CatBoost算法建立输入参数与盾构姿态之间的非线性映射函数关系,采用随机森林(RF)算法评价输入参数的重要性;以盾构姿态绝对值最小化为目标,构建CatBoost-NSGA-Ⅲ多目标优化模型,并通过案例分析验证所提方法的适用性和有效性。结果表明:采用CatBoost算法训练工程实测数据得到的预测模型具有较高的精度,5个盾构姿态目标的R^(2)范围为0.916~0.943;所研发的CatBoost-NSGA-Ⅲ盾构姿态多目标优化方法,可使盾构姿态得到显著优化,整体改进的平均值为53.34%。
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关键词
类别型特征梯度提升(CatBoost)
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(NSGA-
ⅲ
)
盾构姿态
多目标优化
重要性
排序
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职称材料
多目标U型顺序相依装配线平衡问题的改进NSGA-Ⅲ
被引量:
1
2
作者
夏建平
李尚强
+2 位作者
部绍闵
杨庆福
高德优
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第12期13-21,共9页
在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标...
在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标,构建多目标U型顺序相依装配线平衡优化模型,并提出一种改进第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)进行求解。所提算法引入了变邻域搜索算法的局部搜索特性以平衡算法的探索与开发关系;设计了基于问题约束下的编码、解码、种群更新和选择操作。最后,通过算例测试和实例分析验证算法的高效性。
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关键词
U型装配线平衡
顺序相依
改进
第三
代非
支配
排序
遗传算法
多目标优化
帕累托
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职称材料
考虑运输风险和班期限制的多式联运路径选择
3
作者
常征
王聪
+1 位作者
付康
范瀚文
《上海海事大学学报》
北大核心
2025年第1期23-32,共10页
为分析运输风险和班期限制对多式联运的影响,提出节点间运输风险和节点处换装风险评价指标体系。采用熵权-突变级数法进行风险综合评估,以运输总成本和运输风险为优化目标,并以班期限制等为约束条件,构建多式联运路径选择模型。以福州-...
为分析运输风险和班期限制对多式联运的影响,提出节点间运输风险和节点处换装风险评价指标体系。采用熵权-突变级数法进行风险综合评估,以运输总成本和运输风险为优化目标,并以班期限制等为约束条件,构建多式联运路径选择模型。以福州-天津的多式联运网络为例,引入自适应第三代非支配排序遗传算法(adaptive non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,ANSGA-Ⅲ)进行模型求解,并与第二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行对比。结果表明:双目标优化模型比单目标优化模型能更有效地实现成本和风险的综合最优;班期限制对运输方案的选择有显著影响,考虑班期限制更贴近实际运输需求;ANSGA-Ⅲ显著提高了双目标优化模型解的质量。所提出模型可为不同偏好决策者,以及不同运输时限和不同起运时刻下的运输任务的多式联运路径选择提供一定的参考。
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关键词
运输风险
班期限制
路径选择
熵权-突变级数法
自适应
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(ANSGA-
ⅲ
)
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职称材料
考虑岸桥作业的集装箱船配载多目标优化
被引量:
1
4
作者
李俊
赵雅洁
+1 位作者
肖笛
温想
《上海海事大学学报》
北大核心
2024年第2期35-45,共11页
为进一步提高集装箱码头作业效率,降低船舶在港停留时间,将码头前沿负责装卸作业的岸桥设备纳入集装箱船配载决策考虑范围内,通过降低航线上各港口的岸桥作业不均衡量保证船舶在港作业效率。考虑船舶运输安全性、经济性、适航性等需求,...
为进一步提高集装箱码头作业效率,降低船舶在港停留时间,将码头前沿负责装卸作业的岸桥设备纳入集装箱船配载决策考虑范围内,通过降低航线上各港口的岸桥作业不均衡量保证船舶在港作业效率。考虑船舶运输安全性、经济性、适航性等需求,以岸桥作业不均衡量、船舶阻塞箱数量、稳心高度、横倾角和纵倾值为目标,构建集装箱船配载多目标优化模型。为有效求解多目标优化问题,采用灰熵并行分析法改进第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ)。实验结果表明:改进算法在求解性能上优于一般的带精英选择策略的算法,对算例参数设置变化具有较好鲁棒性,可为制订岸桥作业量均衡的集装箱船配载计划提供一定决策支持。
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关键词
船舶配载
多目标优化
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(NSGA-
ⅲ
)
岸桥
作业量均衡
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职称材料
考虑洪灾伤员心理剥夺的救护车多目标调度模型与算法
5
作者
吴琪
刘勇
+1 位作者
马良
武嘉伟
《中国安全科学学报》
2025年第7期31-39,共9页
为减轻灾害导致的人员伤亡和经济损失,最小化伤员救助最大时间、救护车最迟服务时间标准差和伤员心理总剥夺成本,综合考虑伤员心理剥夺因素,构建多目标救护车应急救援调度优化模型,结合模型非确定性多项式(NP)难的特性,设计改进的第三...
为减轻灾害导致的人员伤亡和经济损失,最小化伤员救助最大时间、救护车最迟服务时间标准差和伤员心理总剥夺成本,综合考虑伤员心理剥夺因素,构建多目标救护车应急救援调度优化模型,结合模型非确定性多项式(NP)难的特性,设计改进的第三代非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅲ),采用多染色体分层编码策略及动态交叉变异方法,以2019年江西省赣州市兴国县洪灾为例,对比INSGA-Ⅲ与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)、第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),开展救护车数量和相对剥夺成本系数的灵敏度分析,并验证模型和算法的有效性。结果表明:最小化伤员救助的最大时间为9.234 h,最小化救护车的最迟服务时间标准差为13.156 min,最小化伤员心理总剥夺成本为1729.001。伤员的心理相对剥夺成本系数控制在0.3,配置500辆救护车,能有效提高救援的时效性和公平性。
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关键词
洪涝灾害
伤员心理
救护车
多目标优化
应急救援
改进的第
三
代非
支配
排序
遗传算法
(
insga-
ⅲ
)
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职称材料
题名
基于CatBoost-NSGA-Ⅲ算法的盾构姿态预测与优化
1
作者
吴贤国
刘俊
曹源
雷宇
李士范
覃亚伟
机构
华中科技大学土木与水利工程学院
武汉华中科大检测科技有限公司
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期69-77,共9页
基金
国家自然科学基金资助(51378235,71571078,51308240)
国家重点研发计划项目(2016YFC0800208)
2021年度市教委科学技术研究计划青年项目(KJQN202103801)。
文摘
为解决盾构掘进过程中因盾构前倾变形、蛇形、轴线偏离及纠偏等影响施工安全性与高效性的问题,提出一种将类别型特征梯度提升(CatBoost)与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态多目标优化方法;以贵阳地铁为例,选取22个影响因素作为输入参数,利用CatBoost算法建立输入参数与盾构姿态之间的非线性映射函数关系,采用随机森林(RF)算法评价输入参数的重要性;以盾构姿态绝对值最小化为目标,构建CatBoost-NSGA-Ⅲ多目标优化模型,并通过案例分析验证所提方法的适用性和有效性。结果表明:采用CatBoost算法训练工程实测数据得到的预测模型具有较高的精度,5个盾构姿态目标的R^(2)范围为0.916~0.943;所研发的CatBoost-NSGA-Ⅲ盾构姿态多目标优化方法,可使盾构姿态得到显著优化,整体改进的平均值为53.34%。
关键词
类别型特征梯度提升(CatBoost)
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(NSGA-
ⅲ
)
盾构姿态
多目标优化
重要性
排序
Keywords
categorical boosting(CatBoost)
non-dominated sorting genetic algorithm-
ⅲ
(NSGA-
ⅲ
)
shield attitude
multi-objective optimization
importance ranking
分类号
X948 [环境科学与工程—安全科学]
U455 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
多目标U型顺序相依装配线平衡问题的改进NSGA-Ⅲ
被引量:
1
2
作者
夏建平
李尚强
部绍闵
杨庆福
高德优
机构
成都飞机工业(集团)有限责任公司
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第12期13-21,共9页
文摘
在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标,构建多目标U型顺序相依装配线平衡优化模型,并提出一种改进第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)进行求解。所提算法引入了变邻域搜索算法的局部搜索特性以平衡算法的探索与开发关系;设计了基于问题约束下的编码、解码、种群更新和选择操作。最后,通过算例测试和实例分析验证算法的高效性。
关键词
U型装配线平衡
顺序相依
改进
第三
代非
支配
排序
遗传算法
多目标优化
帕累托
Keywords
U-shaped assembly line balance
sequence-dependent
improved NSGA-
ⅲ
multi-objective optimization
Pareto
分类号
TH165 [机械工程—机械制造及自动化]
TP301.6 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
考虑运输风险和班期限制的多式联运路径选择
3
作者
常征
王聪
付康
范瀚文
机构
大连海事大学交通运输工程学院
出处
《上海海事大学学报》
北大核心
2025年第1期23-32,共10页
文摘
为分析运输风险和班期限制对多式联运的影响,提出节点间运输风险和节点处换装风险评价指标体系。采用熵权-突变级数法进行风险综合评估,以运输总成本和运输风险为优化目标,并以班期限制等为约束条件,构建多式联运路径选择模型。以福州-天津的多式联运网络为例,引入自适应第三代非支配排序遗传算法(adaptive non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,ANSGA-Ⅲ)进行模型求解,并与第二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行对比。结果表明:双目标优化模型比单目标优化模型能更有效地实现成本和风险的综合最优;班期限制对运输方案的选择有显著影响,考虑班期限制更贴近实际运输需求;ANSGA-Ⅲ显著提高了双目标优化模型解的质量。所提出模型可为不同偏好决策者,以及不同运输时限和不同起运时刻下的运输任务的多式联运路径选择提供一定的参考。
关键词
运输风险
班期限制
路径选择
熵权-突变级数法
自适应
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(ANSGA-
ⅲ
)
Keywords
transportation risk
schedule restriction
route selection
entropy weight-catastrophe progression method
adaptive non-dominated sorting genetic algorithm
ⅲ
(ANSGA-
ⅲ
)
分类号
U15 [交通运输工程]
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职称材料
题名
考虑岸桥作业的集装箱船配载多目标优化
被引量:
1
4
作者
李俊
赵雅洁
肖笛
温想
机构
天津港(集团)有限公司
武汉科技大学汽车与交通工程学院
出处
《上海海事大学学报》
北大核心
2024年第2期35-45,共11页
基金
湖北省教育厅科学技术研究计划(Q20211110)。
文摘
为进一步提高集装箱码头作业效率,降低船舶在港停留时间,将码头前沿负责装卸作业的岸桥设备纳入集装箱船配载决策考虑范围内,通过降低航线上各港口的岸桥作业不均衡量保证船舶在港作业效率。考虑船舶运输安全性、经济性、适航性等需求,以岸桥作业不均衡量、船舶阻塞箱数量、稳心高度、横倾角和纵倾值为目标,构建集装箱船配载多目标优化模型。为有效求解多目标优化问题,采用灰熵并行分析法改进第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ)。实验结果表明:改进算法在求解性能上优于一般的带精英选择策略的算法,对算例参数设置变化具有较好鲁棒性,可为制订岸桥作业量均衡的集装箱船配载计划提供一定决策支持。
关键词
船舶配载
多目标优化
第三
代非
支配
排序
遗传算法
(NSGA-
ⅲ
)
岸桥
作业量均衡
Keywords
ship stowage
multi-objective optimization
non-dominated sorting genetic algorithm II(NSGA-II)
quay crane
operation balance
分类号
U691.3 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
考虑洪灾伤员心理剥夺的救护车多目标调度模型与算法
5
作者
吴琪
刘勇
马良
武嘉伟
机构
上海理工大学管理学院
出处
《中国安全科学学报》
2025年第7期31-39,共9页
基金
教育部人文社会科学研究青年基金资助(No.21YJC630087)
广东省基础与应用基础研究基金资助(2019A1515110850)
上海理工大学科技发展项目(24KJF2034)。
文摘
为减轻灾害导致的人员伤亡和经济损失,最小化伤员救助最大时间、救护车最迟服务时间标准差和伤员心理总剥夺成本,综合考虑伤员心理剥夺因素,构建多目标救护车应急救援调度优化模型,结合模型非确定性多项式(NP)难的特性,设计改进的第三代非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅲ),采用多染色体分层编码策略及动态交叉变异方法,以2019年江西省赣州市兴国县洪灾为例,对比INSGA-Ⅲ与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)、第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),开展救护车数量和相对剥夺成本系数的灵敏度分析,并验证模型和算法的有效性。结果表明:最小化伤员救助的最大时间为9.234 h,最小化救护车的最迟服务时间标准差为13.156 min,最小化伤员心理总剥夺成本为1729.001。伤员的心理相对剥夺成本系数控制在0.3,配置500辆救护车,能有效提高救援的时效性和公平性。
关键词
洪涝灾害
伤员心理
救护车
多目标优化
应急救援
改进的第
三
代非
支配
排序
遗传算法
(
insga-
ⅲ
)
Keywords
flood disaster
psychology of injured
ambulance
multi-objective optimization
emergency rescue
improved third-generation non-dominated sorting genetic algorithm(
insga-
ⅲ
)
分类号
X913.1 [环境科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CatBoost-NSGA-Ⅲ算法的盾构姿态预测与优化
吴贤国
刘俊
曹源
雷宇
李士范
覃亚伟
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
多目标U型顺序相依装配线平衡问题的改进NSGA-Ⅲ
夏建平
李尚强
部绍闵
杨庆福
高德优
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
3
考虑运输风险和班期限制的多式联运路径选择
常征
王聪
付康
范瀚文
《上海海事大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
考虑岸桥作业的集装箱船配载多目标优化
李俊
赵雅洁
肖笛
温想
《上海海事大学学报》
北大核心
2024
1
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职称材料
5
考虑洪灾伤员心理剥夺的救护车多目标调度模型与算法
吴琪
刘勇
马良
武嘉伟
《中国安全科学学报》
2025
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职称材料
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