基于改进麻雀搜索算法的无线Mesh网络信道分配优化

文章在考虑网络信道分配优化模型的约束条件时,由于缺少对资源分配公平性的约束,导致信道分配后利用率较低,优化效果有限,为此,文章提出基于改进麻雀搜索算法的无线Mesh网络信道分配优化。文章采用数学模型描述网络中的信道分配问题,构建信道分配模型,结合Mesh网络的结构与特性,设计约束条件,包括网络连通性约束、信道容量约束和资源分配公平性约束。文章通过引入新的搜索策略和局部优化机制优化麻雀搜索算法,实施模型求解得到最佳信道分配方案。实验结果表明,在文章所提研究方法的应用下,Mesh网络信道的利用率得到了很大提升。

Study on boundary search method for DFM mesh generation

The boundary mesh of the casting model was determined by direct calculation on the triangular facets extracted from the STL file of the 3D model. Then the inner and outer grids of the model were identified by the algorithm in which we named Inner Seed Grid Method. Finally, a program to automatically generate a 3D FDM mesh was compiled. In the paper, a method named Triangle Contraction Search Method (TCSM) was put forward to ensure not losing the boundary grids; while an algorithm to search inner seed grids to identify inner/outer grids of the casting model was also brought forward. Our algorithm was simple, clear and easy to construct program. Three examples for the casting mesh generation testified the validity of the program.

GoWeb:基于GO和MeSH的生物医学搜索引擎研究

本文对基于基因本体(Gene Ontology,GO)和医学主题词表(MeSH)的生物医学专业搜索引擎GoWeb从其结构、原理、检索方法,以及与其它搜索引擎的比较等方面展开研究,最后发现GoWeb比综合性搜索引擎在搜索专业医学资源方面要好,比专业搜索引擎搜索到资源要及时,其最大的特点是对搜索结果进行了专业的分类,起到了导航作用,并能使检索者很快找到自己需要的内容。

基于PMADS与共轭优化法的单元上下料口布局与AGV配置联合优化

在具有有限能力物料储运系统的单元流水式车间中,针对单元上料与下料(P/D)口位置布局与物料搬运AGV数量配置的联合优化问题,建立了以最小化平均运输总成本和AGV配置成本为目标的单元P/D口布局与AGV配置联合优化模型。由于P/D口布局与AGV配置具有不同的优化特点,为了提高算法效率和结果的质量,提出一种嵌入共轭优化法和粒子群优化的网格自适应直接搜索算法(PMADS),在优化过程中分别对新解的P/D口布局及对应的AGV配置进行再优化。将所提算法与其他对比算法应用于某精密制造企业新工厂规划项目,结果显示PMADS算法在性能和求解质量上均优于其他算法,有效解决了单元流水式车间单元P/D口布局与AGV配置的联合优化问题。结果验证了所提算法在求解车间单元P/D口布局与AGV配置问题上的有效性、高效性及实用价值,所提共轭优化法加强了算法搜索的方向性,提高了算法效率和解的质量。

基于Grover搜索的无线Mesh网流量均衡路由算法

在无线Mesh网(WMN)应用中,用户通过Mesh网关接入到Internet,这种结构容易导致不同位置的Mesh路由器通过的流量不均衡,使部分路由器成为瓶颈,从而影响网络的性能和用户的服务质量(QoS)。针对这一问题,提出了一种基于Grover量子搜索算法的无线Mesh网流量均衡路由算法。算法中利用了量子计算的并行性,根据流量均衡函数模型构建了操作矩阵,通过Grover迭代获得流量均衡路径。仿真表明,算法选择的路径可以有效地平衡无线Mesh网流量,使每用户获得的最小带宽最大化,执行效率也优于同类算法。

基于穷举搜索的无线Mesh网络分配信道可行性研究

信道分配问题在多天线无线Mesh网络中已被各种文献证明是NP难问题。分析了一般的信道分配问题的复杂性与某些基本和常见的属性。结果表明,不同信道分配数量的复杂度和无线链路的数量呈指数关系。此外,估计了通过穷举搜索确定最优信道分配的理论运行时间,并通过实验验证。实验表明,给予一定的计算能力(如一个现成的笔记本电脑),在小规模和中等规模的商业无线Mesh网络中,对于最优解决信道分配问题是可行的。

考虑碳交易机制的海港综合能源系统电-热混合储能优化配置

随着港口电气化进程逐渐加速,单一的港口供能方式正在向多种能源深度融合演变.为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,进一步提升海港综合能源系统的经济与环境双重效益,提出一种考虑碳交易机制的电-热混合式储能优化配置方案.首先,建立海港综合能源系统模型,并给出计及碳交易市场的交易方案;其次,构建双层优化配置框架,上层优化配置混合式储能容量,下层引入碳交易机制,满足港口综合能源系统低碳经济运行需求;最后,结合网格自适应直接搜索法与自适应混沌粒子群算法优势,利用混合式优化算法对双层优化模型进行求解.以天津港的实际运行数据为例,验证该方法的有效性.算例结果表明,所提方法不仅可以降低系统的投入成本,还能显著减少港区碳排放,从而进一步提升港口经济和环境效益.

基于3D-Tabu禁忌搜索的广域环境MESH网络节点部署优化算法研究

受限于广域环境的特殊三维地形及其大覆盖面积,需要一个能够基于三维地理广域场景的节点智能化部署方案。本文结合WiFi MESH网络、动态组网算法等知识,基于广域三维山区环境,提炼出数学模型,并运用MESH网络和启发式搜索算法的思想,在满足最小建设成本、最大覆盖率以及最优网络服务质量三个限制条件综合最优的前提下,提出了一种基于三维禁忌搜索算法的多目标优化节点部署方法。此外,还提出了一种可以针对不同应用场景的"加权求和"综合评价机制。仿真实验结果表明,提出的三维禁忌搜索算法可有效获得满足约束条件的优化部署方案;通过对加权系数的分析验证了评价机制的科学优化程度。此外,本文提出的搜索算法可以根据不同的应用场景获得一个最优化的智能基站部署方案,推动了智能基站自动部署规划在广域场景中的应用。

多射频无线Mesh网络中基于DLS改进GSA的信道分配

为了减少多射频无线电网格网络的干扰协信道数并改进网络吞吐量,提出了一种基于离散局部搜索算子改进引力搜索算法。首先,随机初始化GSA中每个代理的位置;然后,利用中断算子促进GSA的探测性和搜索性;最后,利用提出的离散局部搜索算子增强良好解周围优化解的探测性能,并利用迭代得到最优解。实验结果表明,该算法在确保网络连通性的基础上最小化了整体干扰并增加了网络吞吐量,相比其他算法具有更好的性能。

基于ACNS-MADS的上下料口布局与配置联合优化

针对单元流水式车间内单元上料与下料口(P/D口)的位置布局和容量配置的联合优化问题,以最小化总运输成本(包括拥堵成本)和最小化配置成本为目标,建立含有产出率和生产周期约束的优化模型。针对相邻工序P/D口之间的容量平衡以及P/D口位置与容量协同优化的问题特征,提出一种嵌入自适应协同邻域搜索算法的网格自适应直接搜索算法(ACNS-MADS),其中,ACNS算法用于再优化新解的P/D口位置布局与容量配置方案。实验结果表明,与其他对比算法相比,ACNS-MADS算法获得的总运输成本和P/D口配置成本分别减少2.99%和5.64%,算法时间减少17.95%以上。这验证了所提算法求解P/D口布局与配置联合优化问题是有效且高效的,具有实用价值。

计及电池寿命和经济运行的微电网储能容量优化

针对微电网系统中储能容量优化配置问题,为保证规划储能容量对于系统未来运行具有更好的适应能力,在规划阶段详细考虑了含储能微电网的经济优化运行,并量化评估了运行中的储能寿命损耗,提出了一种同时计及系统经济运行和电池寿命的微电网储能容量双层优化模型,针对模型中运行变量与规划变量混合,且求解时微电网期望运行成本与储能容量呈现出难以解析的"黑箱"特性,提出了一种网格自适应直接搜索算法与改进粒子群算法相结合的两阶段模型迭代求解策略,通过多种场景的对比分析,结果表明:所提出的储能容量优化配置方案在保障系统运行经济性的同时,有效避免了储能的深度充放电,延长了储能使用寿命,具有更好的整体经济效益;两阶段求解方法也有效降低了模型的计算规模和求解难度,计算效率更高。仿真结果证明了模型和求解方法的有效性,可为微电网系统储能容量的配置提供一定的参考。

球度误差的网格搜索算法

结合几何形状误差的定义及球度误差的几何特征,提出了一种球度误差评定的几何算法——网格搜索算法。以最小二乘球心为初始参考点,按一定的规则布置一系列的网格点,依次以各网格点为假定理想球心计算所有测量点的半径值,通过比较、判断获得相应评定方法(最小外接球法、最大内接球法和最小区域球法)的球度误差值。阐述了球度误差网格搜索算法原理和实现过程。实例结果表明,该算法可以有效、正确地评定球度误差。

防爬吸能装置的碰撞动力学性能

为了研究列车碰撞时爬车失稳响应的影响因素,建立了一种考虑防爬装置间动态耦合关系的防爬吸能装置二维碰撞动力学模型,提出了一种针对防爬齿接触的几何搜索算法,讨论了基于能量守恒定律的吸能装置纵向阻抗力的获取方法,导出了考虑塑性大变形和动态因素影响的防爬吸能装置阻抗力/力矩表达式.在此基础上,利用编制的计算程序对该装置的动力学性能进行了算例分析.分析结果表明:两防爬齿间的啮合程度与防爬齿本身绝对最大转动角度和防爬齿间的相对最大转动角度密切相关;减小吸能装置的纵向阻抗力和吸能长度,以及增加防爬装置的弯曲刚度均能减小防爬齿的绝对最大转动角度;防爬齿的相对最大转动角度随吸能长度的增加而增加,随防爬装置弯曲刚度的增加呈现先增加后减小的趋势,但与防爬吸能装置纵向阻抗力的变化关系不明显;该计算方法比传统有限元方法在计算时间方面缩短了10%.

圆度误差的网格搜索算法

本文提出了一种新的圆度误差评定方法—网格搜索算法,详细论述了该算法求解圆度误差的原理和步骤。该算法不采用最优化及线性化方法,其原理是在最小二乘圆心周围按一定规则布置一系列的网格点,依次以各网格点为理想圆心计算所有测点的半径值,按照圆度误差的定义即可获得相应评定方法(最小区域圆法、最小外接圆法和最大内接圆法)的圆度误差值。试验及仿真结果表明,网格搜索算法可以有效、正确地评定圆度误差。

三角网格曲面模型快速求交算法

提出一种三角网格曲面模型快速求交算法,该算法基于三角网格曲面模型动态空间索引结构,通过结点包围盒相交检测快速缩小求交范围,准确定位相交三角面片包围盒集合并对该集合进行排序,依次连接各包围盒内三角网格曲面模型交线数据,实现曲面模型交线快速提取.实例证明,该算法可有效地提高数据密集、形状复杂的三角网格曲面模型求交效率,对逆向工程中三角网格曲面模型的裁剪、拼接及数控加工刀轨生成具有重要意义.

基于GA-MADS混合算法的既有铁路平面线形自动重构

研究目的:既有铁路平面线形重构是铁路养护维修与增改建设计的重要基础,重构结果对列车运行安全、养护改建工程量将产生重要影响。既有方法通常先识别确定交点坐标,再逐交点优化半径缓长,属局部重构,难以实现全局优化;同时对约束的处理还不全面,重构的线形需要经过大量人工调整方可应用。对此,本文提出一种遗传算法混合网格自适应直接搜索(GA-MADS)的既有线路平面重构方法,实现线路平面整体自动优化重构。研究结论:(1)在遗传算法中融入MADS,有效克服了遗传算法在优化中随机性大、早熟收敛的缺点,实现平面线形整体重构;(2)各类约束在优化过程中被自动处理,无需人工后续调整;(3)研究成果已在各大铁路设计院6 000余公里的既有线增改建设计中成功应用,结果表明该方法可以自动产生满足工程约束的优化重构线形,大幅提高效率和质量。

圆柱度误差的网格搜索算法

提出了一种评定圆柱度误差的新算法——网格搜索算法。该算法不采用最优化及线性化方法,只需重复调用点至直线的距离公式和简单的的判断就可以得到符合定义的4种评定方法的圆柱度误差值。详细论述了该算法求解圆柱度误差的原理和步骤。仿真结果表明,网格搜索算法可以有效、正确地评定圆柱度误差。

考虑电池寿命和运行控制策略影响的风电场储能容量优化配置

为了满足电网对风电场功率变化率的要求,提出了一种改进的风电场储能容量优化配置方法。该方法计及电池使用寿命以及由此带来的电池更换成本,能够更加精确地反映风电场寿命周期内的储能系统经济性。以风电场寿命周期内储能系统初始购置及更换总成本最低为优化目标,建立了储能容量优化配置模型;将电池寿命和运行控制策略纳入优化模型;并将计及风储联合长期运行的优化模型视为黑盒函数,采用网格自适应直接搜索算法对该黑盒函数进行搜索求解,得到满足风电并网相关技术规定的最佳配置容量。在算例分析中采用实际风电场1 a发电数据进行仿真计算,对比了改进前后优化方法对优化结果的影响,采用改进后的优化方法,风电场寿命周期内储能投资总成本可以降低15%~20%,验证了所提模型及其求解方法的有效性。

曲面网格修复中的一种快速搜索方法

提出了一种应用于搜索曲面网格修复过程中缺陷网格的边搜索算法。为了提高算法的效率,采用了升高维数处理问题的方法,将三维空间中的边转换为六维空间中的点建立了单元边二叉树。同时将搜索分为全局和局部搜索两个部分,全局搜索中将三维空间中判断包围盒相交转换为六维空间中判断点在区域内。从而将时间复杂度降为O(nlogn)。并通过编程,用实例证明该算法可准确、快速搜索出缺陷网格单元。

使用AMR型背景网格的并行SPH方法

在分布式并行SPH方法中根据网格范围内粒子最大光滑长度调整网格尺度的AMR(Adaptive Mesh Refinement)背景网格,确保网格内粒子的相邻粒子位于同一个网格或者相邻的同尺寸网格范围内.与统一尺寸的背景网格相比,在光滑长度空间分布不均匀和随时间变化的情况下能够应用并减小搜索量,提高计算效率.数值结果表明,基于AMR型背景网格的并行SPH方法应用到粒子光滑长度变化很大的数值计算时能有效地降低搜索复杂度.