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船舶管路智能布局优化设计方法
  • 王运龙,林焰著 著
  • 出版社: 北京:科学出版社
  • ISBN:9787030524515
  • 出版时间:2017
  • 标注页数:208页
  • 文件大小:53MB
  • 文件页数:221页
  • 主题词:船舶管系-最优设计

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图书目录

第1章 绪论1

1.1 船舶管路1

1.2 船舶管路系统设计1

1.3 船舶布局设计3

1.3.1 船舶布局设计定义3

1.3.2 布局问题常用算法简介6

1.4 船舶管路智能布局优化设计10

1.4.1 船舶管路智能布局优化设计的意义10

1.4.2 管路布局优化设计国内外研究概况12

第2章 船舶管路智能布局优化设计数学建模研究20

2.1 船舶管路布局空间环境模型20

2.1.1 舱室模型20

2.1.2 障碍物模型23

2.1.3 布局优劣区域模型23

2.1.4 管路模型24

2.2 船舶管路布局方向指导机制25

2.2.1 方向指导机制25

2.2.2 船舶管路布局方向指导机制的设置方法26

2.3 船舶管路智能布局优化模型28

2.3.1 约束条件28

2.3.2 目标函数29

第3章 基于遗传算法的船舶管路布局优化设计30

3.1 遗传算法简介30

3.1.1 遗传算法的产生和发展30

3.1.2 遗传算法的基本思想31

3.1.3 遗传算法的基本流程39

3.1.4 遗传算法的主要特点40

3.2 船舶管路三维布局优化遗传算法40

3.2.1 编码方法和种群初始化41

3.2.2 适应度函数43

3.2.3 遗传算子43

3.2.4 仿真实验45

3.3 基于自适应退火遗传算法船舶单管路布局优化设计49

3.3.1 遗传算法的局限性50

3.3.2 自适应遗传算法50

3.3.3 模拟退火遗传算法51

3.3.4 基于自适应退火遗传算法船舶管路布局优化52

3.3.5 算法计算步骤55

3.3.6 仿真实验56

3.4 基于爬山遗传算法船舶单管路布局优化设计59

3.4.1 爬山遗传算法59

3.4.2 编码方法60

3.4.3 适应度函数60

3.4.4 遗传策略61

3.4.5 仿真实验61

3.4.6 方向参数敏感性分析63

第4章 基于蚁群优化算法的船舶管路布局优化设计65

4.1 蚁群优化算法简介65

4.1.1 蚂蚁觅食行为65

4.1.2 基本蚁群优化算法67

4.1.3 改进蚁群优化算法70

4.2 基于全局信息素迭代更新蚁群单管路布局优化设计74

4.2.1 初始化和启发式信息75

4.2.2 选择概率75

4.2.3 解的构造75

4.2.4 局部搜索76

4.2.5 信息素更新76

4.2.6 停止准则77

4.2.7 仿真实验一78

4.2.8 仿真实验二83

4.3 迭代更新蚁群管路敷设系统参数敏感性分析86

4.3.1 局部信息素残留系数γ86

4.3.2 全局信息素残留系数ρ87

4.3.3 信息素权重α和启发式信息权重β89

4.3.4 蚁群蚂蚁数量m90

4.3.5 结论91

4.4 基于遗传变异蚁群优化算法船舶单管路布局优化设计92

4.4.1 优化算法的目标函数92

4.4.2 遗传变异蚁群优化算法92

4.4.3 基于遗传变异蚁群优化算法管路布局优化计算过程99

4.4.4 仿真实验100

第5章 基于协同进化算法的船舶管路布局优化设计107

5.1 协同进化算法简介107

5.1.1 协同进化的生物学基础107

5.1.2 协同进化算法的基本特征109

5.1.3 协同进化算法的发展现状109

5.1.4 多种群互利共生类协同进化算法112

5.2 基于多蚁群合作式协同进化算法船舶多管路布局优化118

5.2.1 多蚁群合作式协同进化算法模型119

5.2.2 多蚁群合作式协同进化算法流程及其实现121

5.2.3 仿真实验123

5.3 船舶分支管路协同进化算法建模128

5.3.1 基本思想128

5.3.2 算法模型129

5.3.3 分支管路路径优化问题的分解130

5.3.4 分支管路系统的协同进化130

5.3.5 重合势能值134

5.3.6 约束条件及优化目标134

5.3.7 算法流程134

5.4 船舶分支管路协同进化算法仿真实验136

5.4.1 实验模型136

5.4.2 遗传协同进化算法分支管路布局优化仿真实验136

5.4.3 蚁群优化协同进化算法分支管路布局优化仿真实验139

5.4.4 结论143

5.5 并行管路与分支管路混合协同进化算法143

5.5.1 船舶多管路布局的基本特征144

5.5.2 优化算法的基本要素145

5.5.3 协同进化算法的改进148

5.5.4 协同进化算法求解船舶多管路布局优化设计问题的计算过程152

5.5.5 仿真实验154

第6章 基于人机合作的船舶管路布局优化设计163

6.1 人机合作思想及其在布局优化中的应用163

6.1.1 人机合作思想国内外研究现状163

6.1.2 船舶管路布局优化中的人机合作问题165

6.2 人工个体与算法个体结合机理与结合方法研究168

6.2.1 人工个体的获取方式168

6.2.2 构建人工方案参考集169

6.2.3 人工个体的加入原则170

6.2.4 管路布局优化设计中的人机合作机理研究171

6.3 基于人机合作遗传算法的船舶单管路布局优化设计172

6.3.1 算法的改进及流程172

6.3.2 仿真实验173

6.4 基于人机合作蚁群优化算法的船舶单管路布局优化设计174

6.4.1 关键参数设计及模型建立175

6.4.2 算法实现176

6.4.3 仿真实验180

6.4.4 人工个体加入参数的敏感性分析184

6.5 基于人机合作的多蚁群协同进化算法多管路并行布局优化设计187

6.5.1 基于人机合作的多蚁群协同进化算法模型的建立188

6.5.2 基于人机合作的多蚁群协同进化算法及流程图192

6.5.3 仿真实验194

参考文献198

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