并行定向扰动的混合粒子群优化算法

针对全向变异易使粒子失去已有的有利搜索信息的问题,提出了一种并行定向变异的混合粒子群优化算法。该算法以当前群体最优位置为基准,用变异信息矩阵和混沌位置变异矩阵对群体进行并行定向扰动,有效利用了现有的有利搜索信息。该算法将并行定向变异与序列二次规划法融为一体,实现了全局搜索和局部寻优的统一。仿真实验和比较分析结果表明并行定向变异混合粒子群优化算法具有良好的、稳定的优化效果。

一种蛋白质点突变计算机预测的并行模型

认识和预测蛋白质天然构象的波动对蛋白质-蛋白质对接和设计等应用是非常重要的.但是许多骨架柔性的方法会导致骨架较大幅度的波动.Backrub模型能够对骨架进行微小的扰动,符合高分辨率晶体结构中观察到的构象的微妙变化.本文提出了一种基于Backrub的并行扰动骨架和侧链的模型,可以对天然构象的等价状态进行模拟.这种并行扰动方式更加接近于真实情况下蛋白质构象的运动方式,更好地模拟了实验数据.通过预测10个点突变实例,相比串行随机扰动模型产生的构象,并行模型不仅从时间上提高了产生构象的速度,更提高了侧链的预测精度.

珠三角地区多机场系统航班时刻的仿真优化

珠三角地区机场分布稠密、空域紧张、航班延误率高。为降低该地区的航班延误,提出以延误分层模型为优化目标,采用空域机场仿真模型SIMMOD对珠三角地区多机场系统仿真建模和有约束限制的并行扰动随机近似(Simultane-ous Perturbation Stochastic Approximation,SPSA)优化算法相结合的方法,对珠三角地区多机场系统的航班时刻进行仿真优化研究。采用非光滑反馈对SPSA算法进行了改进。仿真结果表明采用这种仿真优化方法生成的新航班时刻,可有效降低总延误时间。研究对从整体上减少珠三角地区多机场系统的延误成本具有重要价值。

基于二元光学设计的高能激光窗口的初步探讨

对非均匀近场强度分布影响强激光远场聚焦效果的原因进行了分析。对高能激光窗口进行了二元光学设计。提高了光束强度分布的均匀性,改善了光束质量。介绍了二元光学设计的基本原理,采用随机并行扰动爬山法对窗口的位相分布、变换后的光束强度分布、衍射效率和光束均匀性进行了计算。计算结果表明,基于二元光学设计的激光窗口能有效地改善光束强度分布的均匀性,提高了发射光束的质量。

以降低航班延误为目标的仿真优化方法研究

由于珠三角地区机场密集、空域紧张,导致该地区交通拥挤、管制员工作负荷大、运行安全隐患多、航班延误率高等。为此,迫切需要研究在不增加空域机场设施投资和保证运行安全的情况下降低该地区航班延误率的方法。考虑到难以对复杂的空中交通系统进行数学建模,采用空域机场仿真模型SIMMOD对珠三角地区空域机场系统进行仿真建模,并与并行扰动随机近似(SPSA,Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation)优化算法相结合,以航班总延误成本最小为目标同时将管制员工作负荷限制在安全水平,优化航班时刻的仿真优化方法,降低该地区的航班延误率。采用THEIL不等式系数法对SIMMOD模型进行验证;采用非光滑反馈对SPSA算法进行改进,提高了算法的收敛速度和精度。仿真结果表明,采用优化的新航班时刻,可降低航班总延误成本38%;停机位延误、滑行道延误以及空中延误分别降低延误时间30%、26%和55%。