一种山区铁路设计的“桥梁-环境”耦合协调度优化调控方法

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作者 鲍学英 曹娅利 +1 位作者 贺振霞 李亚娟 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期154-167,共14页

为实现对山区铁路桥梁绿色设计要素的协调优化控制,提出一种基于绿色设计要素简化网络的耦合协调度优化调控方法。通过分析并识别山区铁路桥梁绿色设计要素,结合复杂网络理论和要素间的耦合关系,建立要素双层耦合网络,依托节点综合重要... 为实现对山区铁路桥梁绿色设计要素的协调优化控制,提出一种基于绿色设计要素简化网络的耦合协调度优化调控方法。通过分析并识别山区铁路桥梁绿色设计要素,结合复杂网络理论和要素间的耦合关系,建立要素双层耦合网络,依托节点综合重要度和关联度对耦合网络“瘦身”。以耦合协调度最大化、“桥梁可持续能力≤环境承载水平”分别作为简化网络的目标函数与约束条件,构建山区铁路“桥梁-环境”简化网络优化调控模型,并针对模型特点设计一种粒子群优化(PSO)算法进行求解。以某山区铁路某特大桥为例,对其绿色设计要素构建耦合简化网络并进行优化调控,结果验证了本文构建的耦合协调度优化调控方法的合理性,可为桥梁绿色设计提供参考。 展开更多

关键词 山区铁路桥梁 区域环境 绿色设计要素 耦合网络 耦合协调度 PSO算法

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山区铁路桥隧工程关键节材要素均衡优化

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作者 鲍学英 肖岚月 +2 位作者 万炳彤 李亚娟 贺振霞 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1146-1155,共10页

为在经济可承受范围内提升山区铁路的节材性能,提出了一种基于NSGA-Ⅱ的关键节材要素双目标均衡优化方法。首先,以断面超挖、喷射混凝土类型选择、围岩变形预留、桩基扩孔、桩头超封5个桥隧工程关键节材要素为决策变量,以CO_(2)减排量... 为在经济可承受范围内提升山区铁路的节材性能,提出了一种基于NSGA-Ⅱ的关键节材要素双目标均衡优化方法。首先,以断面超挖、喷射混凝土类型选择、围岩变形预留、桩基扩孔、桩头超封5个桥隧工程关键节材要素为决策变量,以CO_(2)减排量最大、建造成本增加值最小为优化目标,构建山区铁路桥隧工程关键节材要素均衡优化模型;其次,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求出Pareto均衡解集;再次,耦合主客观元素组合的综合赋权法与TOPSIS法对Pareto均衡解集进行科学决策,得到考虑决策者偏好的关键节材要素最佳组合,并分析决策者偏好对最佳组合的影响;最后,以某山区铁路工程某标段为例,系统地验证了该方法的科学性及适用性。研究结果表明:与优化前相比,最佳组合能实现CO_(2)减排12.622万t,对应建造成本增加了24.833万元,优化效率达到50.826%。 展开更多

关键词 山区铁路 桥隧工程 关键节材要素 均衡优化 NSGA-Ⅱ算法

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模块化机器人最优越野构型神经网络规划方法 被引量：1

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作者 党婉莹 周乐来 +1 位作者 李贻斌 张辰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3674-3685,共12页

轮式模块化机器人在满足人类对于无人自主任务需求时具有很多优势,机器人组合体构型在搬运物资、山地越障等方面更具有独特优势,为此提出一种多模块机器人构型优化规划方法。构建数字化地形表达,建立参数化地形辨识模型,运用遗传算法构... 轮式模块化机器人在满足人类对于无人自主任务需求时具有很多优势,机器人组合体构型在搬运物资、山地越障等方面更具有独特优势,为此提出一种多模块机器人构型优化规划方法。构建数字化地形表达,建立参数化地形辨识模型,运用遗传算法构建能耗与时间加权组合的最优构型,改变约束条件在不同地形下进行大量平行运行得到大量地形-最优构型参数结果对,将地形集合构建为输入集,将最优构型集合构建为输出集,训练借助神经网络技术快速得到面向任意地形的最佳组合体构型,使得组合体在面对三维复杂地形时实现高成功率、高可靠性越障运动,同时将能耗成本和时间成本降至最低。通过物理引擎平台仿真搭建仿真野外地形,对规划得到的构型进行通过性验证和性能测试,各构型均能完成地形跨越,同时验证规划算法的优化能力;搭建模块化机器人样机实物进行实验,以6×1刚性连接构型完成了2倍轴距宽沟壑的跨越。研究结果表明,所提方法能够高效地规划各类地形下满足通过性要求和时间能耗最优的组合体越障构型。 展开更多

关键词 轮式机器人 山地越障 构型优化 A^(*)算法 遗传算法 反向传播神经网络

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混合遗传算法的带时间窗卷烟物流车辆路径优化 被引量：14

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作者 范文兵 冯文 《现代电子技术》 北大核心 2018年第11期119-123,128,共6页

车辆路径问题(VRP)是物流配送的关键环节,优秀的配送策略可帮助企业提高服务体验,降低服务成本。在卷烟物流配送系统中会面临需求点数量巨大,客户指定接受服务的时间段要求。通过研究此类大范围卷烟配送的路径优化问题,结合实际需求,构... 车辆路径问题(VRP)是物流配送的关键环节,优秀的配送策略可帮助企业提高服务体验,降低服务成本。在卷烟物流配送系统中会面临需求点数量巨大,客户指定接受服务的时间段要求。通过研究此类大范围卷烟配送的路径优化问题,结合实际需求,构建卷烟物流路径优化数学模型,并运用遗传算法处理该问题,提出以遗传算法为基础,爬山算法局部寻优的混合遗传算法。通过算例Matlab仿真计算,优化后的混合算法较一般的遗传算法可以提高算法收敛速度,并提升算法的全局最优解的质量。 展开更多

关键词 混合遗传算法 爬山算法 路径优化 烟草配送 物流配送 Matlab

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基于模拟退火算法的大螺旋钻机自主钻进控制系统研究 被引量：1

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作者 曹鹏 《煤矿机械》 2023年第10期194-196,共3页

传统大螺旋钻机自主钻进参数优化方法为爬山法,爬山法在使用过程中对钻进参数优化很难达到全局最优解。介绍了一种基于模拟退火算法计算大螺旋钻机最优钻进参数的方法。通过对大螺旋钻机自主钻进控制系统进行工作原理分析,确定大螺旋钻... 传统大螺旋钻机自主钻进参数优化方法为爬山法,爬山法在使用过程中对钻进参数优化很难达到全局最优解。介绍了一种基于模拟退火算法计算大螺旋钻机最优钻进参数的方法。通过对大螺旋钻机自主钻进控制系统进行工作原理分析,确定大螺旋钻机钻进参数优化的依据为钻杆推进速度和旋转速度。然后分析模拟退火算法的工作流程以及软件编写流程,最后进行现场实验。结果表明,采用模拟退火算法优化钻进参数,大螺旋钻机钻进速度提高约30%且钻进过程更加平稳、高效,提升了大螺旋钻机自主钻进控制系统的智能化水平。 展开更多

关键词 大螺旋钻机 模拟退火算法 爬山法 参数优化

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山区公路路线多目标优化设计 被引量：3

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作者 冯春强 祁海云 陈培聪 《交通标准化》 2014年第11期55-57,61,共4页

山区公路地形地质条件复杂,路线设计受到的制约因素较多,选线时需要综合考虑安全、费用、环保、舒适等多个目标。考虑到多目标间的冲突性,提出采用多目标遗传算法进行山区公路路线优化。利用此算法能在兼顾安全、经济、舒适、环保的目标... 山区公路地形地质条件复杂,路线设计受到的制约因素较多,选线时需要综合考虑安全、费用、环保、舒适等多个目标。考虑到多目标间的冲突性,提出采用多目标遗传算法进行山区公路路线优化。利用此算法能在兼顾安全、经济、舒适、环保的目标下,给出一序列最优解,为路线方案决策提供直接依据。 展开更多

关键词 山区公路 路线优化设计 多目标 遗传算法

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基于改进RRT*算法的山地风电场道路路径优化 被引量：1

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作者 吕宙安 王东 +3 位作者 王中平 柳典 陈希 许昌 《新能源进展》 CSCD 2023年第6期564-571,共8页

近年山地风电场建设规模大,其中道路的建设成本在整个风电场投资中占比较大,而目前针对山地风电场道路路径优化设计的研究和工程应用较少。针对山地风电场道路相关设计要求,将道路坡度和转弯半径作为约束条件,以建设成本作为目标,提出... 近年山地风电场建设规模大,其中道路的建设成本在整个风电场投资中占比较大,而目前针对山地风电场道路路径优化设计的研究和工程应用较少。针对山地风电场道路相关设计要求,将道路坡度和转弯半径作为约束条件,以建设成本作为目标,提出一种山地风电场道路路径优化设计的改进RRT*算法。采用提出的方法对三个山地风电场进行道路路径优化设计,结果表明,相比人工设计的道路方案,提出的方法可以有效控制道路坡度,减少道路长度和施工工程量,从而降低风电场建设工程投资,提高风电场的投资收益率。研究成果可为山地风电场道路路径优化设计提供参考。 展开更多

关键词 山地风电场 道路工程 道路路径优化 改进RRT*算法

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基于数据处理与若干群体算法优化的GRU/LSTM水质时间序列预测 被引量：7

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作者 杨坪宏 胡奥 +1 位作者 崔东文 杨杰 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期45-53,共9页

为提高水质时间序列预测精度,提出一种基于小波包变换(WPT)和变色龙优化算法(CSA)、猎豹优化(CO)算法和山瞪羚优化(MGO)算法的优化门限循环控制单元(GRU)、长短期记忆神经网络(LSTM)的预测模型。首先利用WPT对pH值、DO、COD_(Mn)、NH_(3... 为提高水质时间序列预测精度,提出一种基于小波包变换(WPT)和变色龙优化算法(CSA)、猎豹优化(CO)算法和山瞪羚优化(MGO)算法的优化门限循环控制单元(GRU)、长短期记忆神经网络(LSTM)的预测模型。首先利用WPT对pH值、DO、COD_(Mn)、NH_(3)-N时间序列进行平稳化处理,得到若干个规律性较强的子序列分量;其次简要介绍了CSA、CO、MGO算法原理,利用CSA、CO、MGO分别寻优GRU、LSTM超参数,建立WPT-CSA-GRU、WPT-CO-GRU、WPT-MGO-GRU、WPT-CSA-LSTM、WPT-CO-LSTM、WPT-MGO-LSTM模型;最后利用所建立的模型对pH值及DO、COD_(Mn)、NH_(3)-N浓度各分量进行预测和重构,并建立WPT-GRU、WPT-LSTM和WPT-CSA-SVM、WPT-CO-SVM、WPT-MGO-SVM模型作对比分析模型,以云南省昆明市观音山断面为例,通过pH值及DO、COD_(Mn)、NH_(3)-N浓度预测对模型进行了验证。结果表明:WPT-CSA-GRU、WPT-CO-GRU、WPT-MGO-GRU、WPT-CSA-LSTM、WPT-CO-LSTM、WPT-MGO-LSTM模型对实例pH值及DO、COD_(Mn)、NH_(3)-N浓度的预测精度优于其他对比模型,具有较好的预测效果,其中尤以WPT-CSA-GRU、WPT-CO-GRU、WPT-MGO-GRU模型的预测精度最高;CSA、CO、MGO能有效调优GRU、LSTM超参数,显著提高GRU、LSTM预测性能;所构建的6种模型预测精度高且计算规模小,是有效的水质时间序列预测模型,可为相关水质预测研究提供参考。 展开更多

关键词 水质预测 门限循环控制单元 长短期记忆神经网络 小波包变换 变色龙优化算法 猎豹优化算法 山瞪羚优化算法

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基于SWARM的山地城市干线调控优化方法

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作者 荣晓楠 谭静 +2 位作者 蔡晓禹 彭博 王玉婷 《华东交通大学学报》 2022年第6期66-76,共11页

山地城市干线承担城市主要交通出行量,具有交通流特性差异大,交通分布不均衡等特点,对交通管控提出了新要求。为提升城市干线交通效率,以山地城市干线系统为研究对象,基于SWARM算法,建立山地城市干线协调管控优化方法。在协调控制层面,... 山地城市干线承担城市主要交通出行量,具有交通流特性差异大,交通分布不均衡等特点,对交通管控提出了新要求。为提升城市干线交通效率,以山地城市干线系统为研究对象,基于SWARM算法,建立山地城市干线协调管控优化方法。在协调控制层面,建立基于子区延误最小的拥堵源头追溯协调控制方法;在单点控制层面,建立基于分层递阶反馈优化控制,最终结合协调层面和单点层面的调节率生成协调控制方案。实例验证显示:针对干线多车道汇入系统,SWARM优化算法场景相对于无管控场景平均延误和平均停车次数分别降低了22.06%,28.42%;相对于现行管控方案场景,干线多车道汇入系统的平均延误,平均停车次数和平均旅行时间分别降低了23.04%,24.08%,19.38%。研究表明,SWARM优化算法对山地城市干线多车道汇入系统的管控效果良好。 展开更多

关键词 山地城市 城市干线 SWARM优化算法 协调控制

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基于多目标遗传算法的林地山区轨道运输装备结构设计与优化 被引量：2

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作者 吴建芳 侯康 王海燕 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2023年第1期66-71,共6页

输电线路塔材重量大,林区山地的地势崎岖,环境复杂,为了实现输电线路轨道运输装备在林地山区进行高压电塔塔材运输中,文中通过分析轨道运输装备的组成,对关键部件进行结构设计,针对设计过程中的多目标量,基于多目标遗传算法对装备结构... 输电线路塔材重量大,林区山地的地势崎岖,环境复杂,为了实现输电线路轨道运输装备在林地山区进行高压电塔塔材运输中,文中通过分析轨道运输装备的组成,对关键部件进行结构设计,针对设计过程中的多目标量,基于多目标遗传算法对装备结构设计变量进行分析,设计变量满足装备运行要求的重载荷和大坡度指标,并对轨道运输装备进行实地测试验证其运行可靠性以及整体运行测试,使其满足运载能力。结果表明:轨道运输装备的组成部分合理;基于多变量遗传算法分析的关键核心部件满足设计需求;整体轨道运输装备满足在林地山区运行的要求。 展开更多

关键词 林地山区运输装备 轨道运输装备 多目标遗传算法 结构设计 结构优化

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新型群体智能算法优化BIGRU/BILSTM的水资源空间均衡评价 被引量：2

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作者 李杰 崔东文 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第11期1-9,共9页

为科学评价云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡状态,建立基于社交网络搜索(SNS)算法、登山队优化(MTBO)算法优化双向门控循环单元(BIGRU)、双向长短时记忆(BILSTM)网络的水资源空间均衡评价模型。首先,从水资源支撑、水资源压力... 为科学评价云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡状态,建立基于社交网络搜索(SNS)算法、登山队优化(MTBO)算法优化双向门控循环单元(BIGRU)、双向长短时记忆(BILSTM)网络的水资源空间均衡评价模型。首先,从水资源支撑、水资源压力、水资源调控力3个方面遴选15个指标构建水资源空间均衡评价指标体系和等级标准,采用线性内插和随机选取的方法生成样本构建BIGRU、BILSTM适应度函数;其次,简要介绍SNS、MTBO算法原理,利用SNS、MTBO优化BiGRU、BiLSTM隐含层神经元数、学习率(超参数)构建SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBOBILSTM模型,通过不同样本大小和连续10次运行的方法验证SNS-BIGRU等4种模型的稳健性;最后利用SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBO-BILSTM模型对云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡进行评价,并与SNS-支持向量机(SVM)、MTBO-SVM和模糊综合评价法的评价结果作对比。结果表明:①所建立的SNS-BIGRU等4种模型具有较好的识别精度和稳健性能;SNS、MTBO能有效优化BIGRU、BILSTM超参数,提升BIGRU、BILSTM预测性能。②SNS-BIGRU等4种模型对云南省2006-2011年水资源空间均衡评价为“不均衡”,2012-2013年评价为“较不均衡”,2014-2018年评价为“临界均衡”,2019-2022年评价为“较均衡”,2025年基本可达到“均衡”水平;4种模型评价结果与SNSSVM、MTBO-SVM、模糊综合评价法有3年存在1个等级的差异。本文构建及提出的模型方法可为水资源空间均衡评价提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 水资源空间均衡 指标体系 双向门控循环单元 双向长短时记忆网络 社交网络搜索算法 登山队优化算法 云南省

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山地城市跨江交通布局优化模型研究

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作者 乔丹 任其亮 高春君 《城市公共交通》 2019年第5期35-39,共5页

针对目前山地城市跨江交通设施不足,跨江交通布局缺乏定量指标等问题,分析山地城市跨江交通特征,描述山地城市跨江交通网络,用网络图理论和系统分析,建立综合跨江交通布局与跨江交通客流动态关系的双层规划模型,研究山地城市跨江交通布... 针对目前山地城市跨江交通设施不足,跨江交通布局缺乏定量指标等问题,分析山地城市跨江交通特征,描述山地城市跨江交通网络,用网络图理论和系统分析,建立综合跨江交通布局与跨江交通客流动态关系的双层规划模型,研究山地城市跨江交通布局优化问题,用改进的遗传算法对模型进行求解,通过具体实例对模型参数进行说明,并通过实际模拟对模型的有效性和实用性进行验证。 展开更多

关键词 山地城市 跨江交通 布局优化 遗传算法

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