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采用智能进化算法的管壳式换热器详细设计
1
作者
李海东
张奇琪
+4 位作者
杨路
AKRAM Naeem
常承林
莫文龙
申威峰
《化工学报》
北大核心
2025年第1期241-255,共15页
管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将...
管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将换热器内构件尺寸定义成离散变量,分别以最小化换热面积、年度总费用、环境影响因子及最大化传热效率为目标函数,建立管壳式换热器详细设计的混合整数非线性规划模型。同时,对传统智能进化算法包括遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法进行改进,使得换热器设计变量能够在一系列离散值中自由选择,不需要对优化结果进行人工圆整处理。案例测试结果表明,改进的智能进化算法能在1.0 s内得到最优设计方案,相对于全局求解器,优化时间节约99%以上,提高了优化求解效率;相对于局部求解器,改进的智能进化算法能够获取全局最优解,换热面积节约15.4%~56.6%,年度总费用节约15.8%~77.8%,保证设计质量。通过多目标优化在不同目标函数之间进行权衡,通过灵敏度分析展示了不同设计变量对目标函数的影响趋势。
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关键词
传热
管壳式换热器
优化设计
智能进化算法
多目标优化
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职称材料
链式多种群多智能体进化算法
被引量:
5
2
作者
吴亚丽
靳笑一
刘格
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期37-53,共17页
将多种群的进化方式和链式结构的动态邻域引入到多智能体进化算法中,提出了一种链式多种群多智能体进化算法.算法设置了多种群交互的演化结构.各种群中的智能体通过与其动态邻域智能体的竞争、合作及自学习操作来增加自身的能量;动态邻...
将多种群的进化方式和链式结构的动态邻域引入到多智能体进化算法中,提出了一种链式多种群多智能体进化算法.算法设置了多种群交互的演化结构.各种群中的智能体通过与其动态邻域智能体的竞争、合作及自学习操作来增加自身的能量;动态邻域的链式结构提高了算法的效率、降低了计算复杂度;多个种群之间的信息定期以一定的方式进行交互,增强了种群的多样性,减小了算法陷入局部最优的机率.理论分析和多个测试函数的仿真结果均表明:链式多种群多智能体进化算法在求解高维优化问题上具有很好的性能.
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关键词
多种群
链式结构
多
智能
体
进化
算法
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职称材料
多智能体社会进化算法的动力学分析
3
作者
潘晓英
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2010年第6期74-76,共3页
通过一个简化的2-bit问题对多智能体社会进化算法(MASEA)中的进化算子及其组合进行形式化描述,分析了MASEA的全局动力学形态。针对算法中的进化算子建立数学模型,通过分析模型中各个不动点的吸引性,揭示出不同进化算子对动力学形态的影...
通过一个简化的2-bit问题对多智能体社会进化算法(MASEA)中的进化算子及其组合进行形式化描述,分析了MASEA的全局动力学形态。针对算法中的进化算子建立数学模型,通过分析模型中各个不动点的吸引性,揭示出不同进化算子对动力学形态的影响,证明了算法MASEA的全局收敛性。
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关键词
多
智能
体社会
进化
算法
不动点
吸引点
吸引性
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职称材料
降雨汇流单位线智能优化计算方法研究
4
作者
刘天山
郭俊
+2 位作者
刘懿
吴海燕
李永峰
《人民长江》
北大核心
2024年第S01期50-53,共4页
为克服分析法、试错法等单位线计算方法的时段长度依赖经验取值且计算的单位线还可能存在不合理的波动等问题,研究提出了一种新的降雨汇流单位线智能优化计算方法。该方法以降水和径流数据为基础,将单位线的长度作为待优化的超参数,将...
为克服分析法、试错法等单位线计算方法的时段长度依赖经验取值且计算的单位线还可能存在不合理的波动等问题,研究提出了一种新的降雨汇流单位线智能优化计算方法。该方法以降水和径流数据为基础,将单位线的长度作为待优化的超参数,将单位线过程数据作为待优化变量,并利用智能进化算法自动优化得到单位线过程数据,最后以东北地区浑江流域为对象进行了案例研究。结果表明:采用该方法推求的单位线,模拟径流与实际径流的RMSE为0.18 m^(3)/s、相关系数达到0.99,无需经历传统计算方法中的复杂过程,计算精度高、鲁棒性好。研究成果可为单位线过程推导以及应用提供参考。
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关键词
单位线
降雨
径流
智能进化算法
优化变量
超参数
浑江流域
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职称材料
基于可变航速的支线集装箱船舶调度优化模型与算法
被引量:
7
5
作者
计明军
张开放
+1 位作者
祝慧灵
张燕
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2019年第11期18-26,共9页
随着航运市场的竞争不断加剧和集装箱船舶大型化的发展,越来越多的航运企业选择轴-辐式航运网络模式。支线船舶调度问题作为轴-辐式航运网络的重要组成部分受到研究者的高度关注。本文研究了可变航速和经济航速两种情境下的支线船舶调...
随着航运市场的竞争不断加剧和集装箱船舶大型化的发展,越来越多的航运企业选择轴-辐式航运网络模式。支线船舶调度问题作为轴-辐式航运网络的重要组成部分受到研究者的高度关注。本文研究了可变航速和经济航速两种情境下的支线船舶调度问题,同时考虑枢纽港和喂给港的取送箱时间窗限制,以航运企业运营成本最小化为目标函数建立非线性混合整数规划模型。首先使用专业的规划求解器进行小规模算例的求解,验证了模型的准确性。同时运用改进的遗传算法对大规模支线船舶优化调度模型进行求解。为了提高求解效果,进一步设计了多智能体进化算法进行求解。数值结果表明,可变航速的运营成本低于经济航速的运营成本;在算法效率方面,改进遗传算法收敛速度较快,多智能体进化算法则可以提高求解精度。
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关键词
轴-辐式网络
支线船舶调度
非线性规划模型
遗传
算法
多
智能
体
进化
算法
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职称材料
题名
采用智能进化算法的管壳式换热器详细设计
1
作者
李海东
张奇琪
杨路
AKRAM Naeem
常承林
莫文龙
申威峰
机构
重庆大学化学化工学院
明哈吉大学拉合尔分校化工学院
新疆大学化工学院
新疆宜化化工有限公司
出处
《化工学报》
北大核心
2025年第1期241-255,共15页
基金
新疆维吾尔自治区区域协同创新专项科技援疆计划项目(2024E02036)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2024CDJXY010)
+2 种基金
重庆市出站留(来)渝博士后择优资助项目(Z20240373)
重庆市技术创新与应用发展重点专项项目(2024TIAD-KPX0168)
国家自然科学基金项目(22008210)。
文摘
管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将换热器内构件尺寸定义成离散变量,分别以最小化换热面积、年度总费用、环境影响因子及最大化传热效率为目标函数,建立管壳式换热器详细设计的混合整数非线性规划模型。同时,对传统智能进化算法包括遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法进行改进,使得换热器设计变量能够在一系列离散值中自由选择,不需要对优化结果进行人工圆整处理。案例测试结果表明,改进的智能进化算法能在1.0 s内得到最优设计方案,相对于全局求解器,优化时间节约99%以上,提高了优化求解效率;相对于局部求解器,改进的智能进化算法能够获取全局最优解,换热面积节约15.4%~56.6%,年度总费用节约15.8%~77.8%,保证设计质量。通过多目标优化在不同目标函数之间进行权衡,通过灵敏度分析展示了不同设计变量对目标函数的影响趋势。
关键词
传热
管壳式换热器
优化设计
智能进化算法
多目标优化
Keywords
heat transfer
shell-and-tube heat exchanger
optimal design
intelligent evolutionary algorithm
multiobjective optimization
分类号
TQ051.5 [化学工程]
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职称材料
题名
链式多种群多智能体进化算法
被引量:
5
2
作者
吴亚丽
靳笑一
刘格
机构
西安理工大学自动化与信息工程学院
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期37-53,共17页
基金
陕西省自然科学基金资助项目(2010JQ8006)
陕西省教育厅科学研究计划资助项目(2010JK711)
国家基金资助项目(61172123)
文摘
将多种群的进化方式和链式结构的动态邻域引入到多智能体进化算法中,提出了一种链式多种群多智能体进化算法.算法设置了多种群交互的演化结构.各种群中的智能体通过与其动态邻域智能体的竞争、合作及自学习操作来增加自身的能量;动态邻域的链式结构提高了算法的效率、降低了计算复杂度;多个种群之间的信息定期以一定的方式进行交互,增强了种群的多样性,减小了算法陷入局部最优的机率.理论分析和多个测试函数的仿真结果均表明:链式多种群多智能体进化算法在求解高维优化问题上具有很好的性能.
关键词
多种群
链式结构
多
智能
体
进化
算法
Keywords
multi-population
chalnlike structure
multi-agent evolutionary algorithm
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
多智能体社会进化算法的动力学分析
3
作者
潘晓英
机构
西安邮电学院计算机系
出处
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2010年第6期74-76,共3页
基金
西安邮电学院基金资助项目(000-1273)
文摘
通过一个简化的2-bit问题对多智能体社会进化算法(MASEA)中的进化算子及其组合进行形式化描述,分析了MASEA的全局动力学形态。针对算法中的进化算子建立数学模型,通过分析模型中各个不动点的吸引性,揭示出不同进化算子对动力学形态的影响,证明了算法MASEA的全局收敛性。
关键词
多
智能
体社会
进化
算法
不动点
吸引点
吸引性
Keywords
multi-agent social evolutionary algorithm
fixed point
attractive point
attractiveness
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
降雨汇流单位线智能优化计算方法研究
4
作者
刘天山
郭俊
刘懿
吴海燕
李永峰
机构
甘肃省水利厅信息中心
华中科技大学土木与水利工程学院
华中科技大学数字流域科学与技术湖北省重点实验室
出处
《人民长江》
北大核心
2024年第S01期50-53,共4页
基金
甘肃省水利科学试验研究项目“白龙江舟曲段高山峡谷区暴雨洪灾预警关键技术研究”(23GSLK073)
国家重点研发计划项目(2021YFC3200301)
国家自然科学基金青年项目(52109004)。
文摘
为克服分析法、试错法等单位线计算方法的时段长度依赖经验取值且计算的单位线还可能存在不合理的波动等问题,研究提出了一种新的降雨汇流单位线智能优化计算方法。该方法以降水和径流数据为基础,将单位线的长度作为待优化的超参数,将单位线过程数据作为待优化变量,并利用智能进化算法自动优化得到单位线过程数据,最后以东北地区浑江流域为对象进行了案例研究。结果表明:采用该方法推求的单位线,模拟径流与实际径流的RMSE为0.18 m^(3)/s、相关系数达到0.99,无需经历传统计算方法中的复杂过程,计算精度高、鲁棒性好。研究成果可为单位线过程推导以及应用提供参考。
关键词
单位线
降雨
径流
智能进化算法
优化变量
超参数
浑江流域
分类号
TV11 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于可变航速的支线集装箱船舶调度优化模型与算法
被引量:
7
5
作者
计明军
张开放
祝慧灵
张燕
机构
大连海事大学交通运输工程学院
大连海事大学航运经济与管理学院
出处
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2019年第11期18-26,共9页
基金
国家自然科学基金资助(71971035,71572022)
辽宁省“百千万人才工程”经费资助(2016236)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(3132019021)
文摘
随着航运市场的竞争不断加剧和集装箱船舶大型化的发展,越来越多的航运企业选择轴-辐式航运网络模式。支线船舶调度问题作为轴-辐式航运网络的重要组成部分受到研究者的高度关注。本文研究了可变航速和经济航速两种情境下的支线船舶调度问题,同时考虑枢纽港和喂给港的取送箱时间窗限制,以航运企业运营成本最小化为目标函数建立非线性混合整数规划模型。首先使用专业的规划求解器进行小规模算例的求解,验证了模型的准确性。同时运用改进的遗传算法对大规模支线船舶优化调度模型进行求解。为了提高求解效果,进一步设计了多智能体进化算法进行求解。数值结果表明,可变航速的运营成本低于经济航速的运营成本;在算法效率方面,改进遗传算法收敛速度较快,多智能体进化算法则可以提高求解精度。
关键词
轴-辐式网络
支线船舶调度
非线性规划模型
遗传
算法
多
智能
体
进化
算法
Keywords
hub-and-spoke network
containership scheduling
nonlinear programming
genetic algorithm
multi-agent evolutionary algorithm
分类号
U692.3 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采用智能进化算法的管壳式换热器详细设计
李海东
张奇琪
杨路
AKRAM Naeem
常承林
莫文龙
申威峰
《化工学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
链式多种群多智能体进化算法
吴亚丽
靳笑一
刘格
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
在线阅读
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职称材料
3
多智能体社会进化算法的动力学分析
潘晓英
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2010
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
降雨汇流单位线智能优化计算方法研究
刘天山
郭俊
刘懿
吴海燕
李永峰
《人民长江》
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
基于可变航速的支线集装箱船舶调度优化模型与算法
计明军
张开放
祝慧灵
张燕
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
已选择
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引证文献
统计分析
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