蜂群激发抑制算法及其在交通信号配时中的应用

现实生活中存在各种各样的动态分配问题,群智能劳动分工由于模拟的是生物群体之间的协作分工,所以在解决这类动态分配问题有着天然的优势。目前对群智能劳动分工的研究主要集中在蚁群的刺激响应原理,而忽略了蜂群的激发抑制原理。与刺激响应原理的个体环境交互方式不同,激发抑制原理采用的是个体个体交互方式。针对蜂群劳动分工现象,提出一种激发抑制劳动分工模型(AILD)。为了验证AILD模型的有效性,选取了一个典型的时间分配问题——交通信号配时,设计了相应的激发抑制劳动分工信号配时算法AILD-ST。采用AILD-ST算法对实际案例进行了交通信号配时求解,并与Webster算法、蚁群算法和蜂群算法进行了对比,通过对比实验和分析讨论,结果显示出本文算法的有效性。

面向群体利益分配的蚁群劳动分工建模与仿真

建立公平的社会群体利益分配机制是解决当前由利益失衡引发的社会矛盾与冲突的关键所在.基于对蚁群劳动分工在任务分配中所表现出柔性特征的分析,提出借鉴该任务分配柔性来实现利益分配柔性的新思路.首先从分配的角度对利益的概念进行界定,给出了其形式化描述,引入相对剥夺感来衡量利益分配的公平性.随后根据社会群体利益的特点,对基本蚁群劳动分工模型进行扩展,借助恢复因子来协调不同利益群体,建立了面向利益分配的蚁群劳动分工模型,给出了该模型的算法实现流程.选取一个具有代表性的利益分配实例进行仿真实验,从恢复性和分配柔性两方面验证本文模型的有效性.通过仿真分析发现,利益实现能力在利益分配过程中具有主导作用;对于利益分配不公的情况,恢复因子能够起到有效的恢复作用,且在动态环境下显示出良好的利益分配柔性.最后给出了利益型群体事件演化过程的描述,定量分析了其中的恢复情况,阐述了现实中利益型群体事件的演化规律.

一种面向时间分配问题的群智能劳动分工新方法

本文以给不同信号相位的车辆分配绿灯时间的交通信号配时问题为代表,将群智能劳动分工应用到时间分配问题的求解中,提出一种新颖的蜂群劳动分工算法(bee swarm labor division algorithm, BSLDA)。首先从时间分配的视角对交通信号配时问题进行分析,然后将激发抑制原理引入 BSLDA,为每个信号相位定义了激发剂和抑制剂,并设计了增加绿灯时间、减少绿灯时间和保持绿灯时间 3种行为。在群智能劳动分工激发抑制原理作用下,BSLDA中的每个信号相位都能根据环境变化选择恰当的行为完成时间分配。最后采用真实的交通流数据进行仿真实验,结果表明本文方法适于求解不确定环境下的交通信号配时问题。

基于欠载失效的供应链网络级联失效建模

鉴于直接采用基础设施网络中的过载级联失效模型研究供应链网络中的欠载级联失效现象存在不足,从企业欠载失效、企业负载容量具有上下限和负载按照企业间的业务关系强度重分配3方面出发,提出一个更加适合供应链网络的级联失效模型。利用Erdos-Renyi网络模型和Barabasi-Albert网络模型构建了供应链网络,在随机攻击和蓄意攻击模式下验证了模型的有效性,同时研究了模型中的各参数对级联失效的影响。结果表明,负载可调参数θ和关系强度参数τ存在一个最优取值区间,使得网络对级联失效表现出强鲁棒性;容量上限参数δ与级联失效规模负相关;容量下限参数σ与级联失效规模正相关。

基于蚁群劳动分工的空间分配方法求解带平衡约束的圆形装填问题

针对以卫星舱布局为背景的具有NP难度的全局优化问题——带平衡约束的圆形装填问题,提出基于蚁群劳动分工的空间分配方法。该方法将圆形装填问题看作空间分配问题,并借鉴蚁群劳动分工的任务分配来实现圆形装填问题的空间分配。通过中心平移策略和允许干涉策略,将带平衡约束的圆形装填问题由多目标带约束优化转化为单目标无约束优化。从空间的角度出发,建立了蚁群劳动分工与圆形装填问题之间的映射关系。引入蚁群劳动分工中的刺激—响应原理,提出了空间分配方法。该方法为圆形待布物定义了4个占位动作,并设计了相应的刺激和阈值,进而通过刺激—响应方式完成问题求解。通过3组共13个代表性算例的计算结果及与其他算法的比较表明,所提方法找到的圆形容器半径多为最优或者次优,且静不平衡量的精度最高。

一种求解等圆Packing问题的柔性位置选择算法

针对等圆Packing问题,提出一种基于位置选择的构造法。构造法就是将圆形物体逐个置入容器,在这个过程中需要从多个可行位置中选择一个恰当的位置放置圆形物体。所提算法的核心思想是将这一过程看成位置选择过程,并借鉴群智能劳动分工的任务选择实现圆形物体的位置选择。首先给出了格局和可行位置的定义,在此基础上分析了等圆Packing问题的位置选择特性;接着引入群智能劳动分工中的刺激响应原理,将未布局空间的完整度和已布局空间的紧密度分别看作圆形物体选择位置时的刺激和阈值;最后结合群智能劳动分工中的阈值变化规律,设计了自适应阈值调整策略。通过55个代表性算例的数值计算,验证了提出算法的可行性和有效性。

面向不等圆Packing问题的群智能劳动分工方法

针对具有非确定性多项式难度(NP-hard)的全局优化问题-不等圆Packing问题(UCPP),基于空间分配思路提出新的求解方法-群智能劳动分工(SILD)方法.从空间的角度来看,不等圆Packing问题就是将容器空间合理高效地分配给圆形物体.所提出方法的核心思想在于将不等圆Packing问题抽象为空间分配问题,利用群智能劳动分工的任务分配来实现不等圆Packing问题的空间分配.从分配的角度对比分析不等圆Packing问题和群智能劳动分工,将圆形物体执行的动作看作个体执行的任务,分别为动作和圆形物体设计环境刺激和响应阈值.在群智能劳动分工刺激-响应原理作用下,圆形物体选择恰当的动作完成空间分配.实际工程算例和基准函数算例的测试结果表明,所提出方法是求解不等圆Packing问题的有效算法.

面向圆形布局位置选择的蚁群劳动分工算法

采用定序定位的思路求解圆形布局问题,将确定圆形物体在容器内摆放位置的定位过程看作位置选择问题。借鉴蚁群劳动分工的任务选择实现圆形布局定位过程中的位置选择,提出一种蚁群劳动分工算法。首先分析了定序定位求解框架下圆形布局问题的选择特性;然后建立了任务选择与位置选择之间的映射关系;接着引入蚁群劳动分工中的刺激-响应原理,提出相应的定位算法;最后结合蚁群算法优化放置顺序,完成对圆形布局问题的定序定位求解。通过两组国际公开测试集的数值计算,验证了所提算法的可行性和有效性。

建筑结构混凝土受弯构件正截面受力特点

受弯构件主要是指弯矩和剪力共同作用的构件,结构中各种类型的梁、板是典型的受弯构件。通过了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响,以及适筋受弯构件在各个工作阶段的受力特点。掌握梁正截面承载力计算的基本假定,了解等效矩形应力图形的换算方法。

基于DNA域编码的余三码四位减法器的设计

DNA分子逻辑电路的设计是DNA计算领域的重要研究方向。该文针对当前双轨分子逻辑电路复杂度高、响应时间慢的问题,提出一种基于域编码策略的DNA逻辑电路设计的新方法。该文设计了“多输入1输出”逻辑运算模块,构建了扇出门和放大器,并利用所构建的电路模块搭建了4位平方根分子逻辑电路,与经典的双轨策略下的4位平方根电路相比,反应物的数量由双轨的130种降低为61种,系统响应时间缩减为双轨的1/24,大大简化了电路的复杂度,提高了系统的响应速度,进一步验证了域编码策略在分子逻辑电路设计中的有效性。为了深度解析基于域编码策略的大规模复杂分子逻辑电路的设计思想,该文构造了“余三码四位减法器”,为设计大规模功能性DNA逻辑电路提供了更多的解决方案。

基于刺激-响应机制的改进鸡群算法

针对鸡群算法收敛速度慢且容易陷入局部最优的不足,从平衡勘探与开发的角度提出一种基于刺激-响应机制的改进鸡群算法.首先,考虑公鸡的引领作用为其设计勘探和开发两种搜索方程;然后,根据种群聚集度和平均改进度定义执行搜索方程的刺激和阈值;最后,在刺激-响应机制下,公鸡充分发挥引领作用,带领鸡群完成勘探与开发.将改进算法用于基准函数优化和食管癌生存风险预测模型优化,并与其他改进的鸡群算法进行对比,表明了所提出算法的有效性.

磷酸甘油酸激酶1对肝癌细胞侵袭转移及肝癌预后的影响

目的探讨磷酸甘油酸激酶（PGK）1在肝癌患者组织中的表达水平与其预后的关系及其对肝癌细胞侵袭、转移能力的影响。方法通过慢病毒载体介导PGK1在肝癌细胞中过表达，以及下调PGK1的表达，构建不同PGK1表达水平的肝癌细胞株。采用Transwell小室侵袭、划痕和克隆形成实验，检测PGK1对肝癌细胞侵袭、转移和增殖能力的影响。免疫组织化学染色法检测116例肝细胞肝癌根治性手术患者的肝癌组织中PGK1的表达水平，应用Kaplan—Meier法和Log-rank检验分析PGK1表达水平与肝癌患者术后预后的关系。PGK1蛋白表达差异比较采用f检验分析。结果PGK1在高转移潜能HCCLM3、MHCC97H肝癌细胞株中的表达水平显著高于低转移潜能的Hep3B、Huh7肝癌细胞。下调PGK1表达可明显抑制MHCC97H肝癌细胞的运动（31．2％±2．4％与12．0％±1．3％，t=21．57，P〈0．01）、侵袭[（58士11）个与（21±8）个，t=4．687，P〈0．05）]和克隆形成能力[（168．6±15．1）个与（118．4±8．1）个，t=6．250，P〈0．05]；而过表达PGK1后，肝癌细胞HeD3B的运动（62．8％±4．4％与83．6％±6．1％，t=20．56，P〈0．01）、侵袭[（80±12）个与（121±15）个，t=4．603，P〈0．05）]和克隆形成能力[（52．3±8．6）个与（84．7±9．0）个，t=27．18，P〈0．01]增强。PGK1高表达组的肝癌患者术后中位无瘤生存期和平均生存时间显著短于低表达组[（22．00±8．51）个月与尚未达到，P〈0．05；（46．00士16．87）个月与尚未达到，P〈0．01]。结论PGK1参与调节肝癌细胞转移和侵袭等生物学行为，具有促进肝癌细胞运动、侵袭能力的作用。PGK1是肝癌患者术后预后和复发的重要预测指标。

群智能自组织劳动分工研究进展

群智能是指众多行为简单的个体在相互作用过程中涌现产生的整体智能行为,劳动分工是其最重要特征之一.本文首先根据个体与个体、个体与环境的交互模式,给出群智能劳动分工的一个框架描述,分析其个体专职化、角色可塑性和自组织等特性.然后从自组织的角度对激发—抑制、刺激—响应、个体排序和寻觅工作等四类劳动分工模型进行对比分析,旨在归纳提炼群智能自组织劳动分工模型的构建规律.进而结合群智能自组织劳动分工的应用情况,针对其适用范围和求解思路进行了评述和讨论.最后从劳动分工机制、劳动分工模型、分配问题求解和优化问题求解四个方面展望了群智能自组织劳动分工的发展前景.

基于刺激-响应分工机制的人工蜂群算法

针对人工蜂群算法中探索与开采的不平衡以及由此导致的求解精度低、收敛速度慢等问题,提出一种基于刺激-响应分工机制的人工蜂群算法.将探索和开采看成两种不同的搜索任务,令蜜蜂在雇佣蜂阶段执行探索,在跟随蜂阶段执行开采.根据种群多样性设计搜索任务的环境刺激,利用搜索成功率设计蜜蜂个体的响应阈值.在刺激-响应分工机制下,蜜蜂在雇佣蜂和跟随蜂之间灵活转换,从而实现探索和开采的平衡.采用22个基准函数进行仿真实验,实验结果验证了所提出算法的有效性.

求解卫星舱布局问题的蚁群劳动分工优化算法

卫星舱布局是卫星总体设计的重要组成部分,其研究的是仪器设备在卫星舱内的最佳摆放方式.从空间的角度出发,卫星舱布局的一个设计方案就是不同的仪器设备在容器内占据着不同的空间,当仪器设备所占空间发生变化时,就会形成新的设计方案.因此,卫星舱布局可以看成是将容器空间合理地分配给仪器设备(分配特性),并达到某种最优指标(优化特性).在借鉴蚁群劳动分工任务分配实现卫星舱布局空间分配的基础上,进一步融合卫星舱布局的优化特性,提出一种蚁群劳动分工优化算法.在具体的实现过程中,为基本蚁群劳动分工算法设计启发式占位动作、自适应环境刺激和个性化响应阈值,同时引入禁忌搜索、跳坑策略和接收准则等优化技术,对16个代表性算例的计算结果表明,所提出算法是求解卫星舱布局的有效算法.

一种面向空间分配问题的群智能劳动分工新方法

以装填问题为例,将群智能劳动分工的应用范围由任务分配推广到空间分配,提出一种群智能劳动分工新方法.首先分析了装填问题的空间分配特性,探讨了装填问题的空间分配与群智能劳动分工的任务分配之间的相似性.接着在此基础上引入群智能劳动分工响应阈值模型,根据装填问题的空间分配特点重新设计环境刺激、响应阈值、更新规则等模块,提出了基于响应阈值模型的劳动分工算法(response threshold model based labor division algorithm,RTMLDA).最后,选取装填问题的典型代表--等圆装填问题和不等圆装填问题进行仿真实验,对3组共54个代表性算例的计算结果及与其他算法的比较表明RTMLDA有效可行.

昆明小厂村超限高层建筑剪力墙结构抗震设计

昆明小厂村项目由4栋127.7-129.8m高的超高层住宅组成,属于B级高度的剪力墙结构体系。介绍了该8度设防区超高层剪力墙结构体系抗震性能化设计的主要结果,特别介绍了采用弹塑性分析软件PERFORM-3D在＂中震可修、大震不倒＂二阶段抗震设计中的具体应用情况,并根据PERFORM-3D中震动力弹塑性分析与SATWE弹性中震分析的比较结果,针对8度区同类结构的中震分析提出了建议。