宫颈癌后装放疗中剂量的体积优化和逆向模拟退火优化的比较分析

目的:比较宫颈癌腔内联合组织间插植三维后装计划中体积优化和模拟退火逆向优化(IPSA)剂量分布的差异,为其在治疗中计划设计优化方案的选择提供依据。方法:选取15例进行了三维后装治疗的宫颈癌患者,原执行体积优化,基于原始图像重新设计IPSA计划,配对t检验两种优化方法的剂量学差异。结果:在两组间靶区V_(100%)和V_(150%)以及均匀性指数方面无统计学差异(P>0.05)。而靶区的适形度指数的平均值有着显著差异[体积优化(0.77±0.11),IPSA优化(0.82±0.07)],且具有统计学差异(P<0.05)。在OAR方面,与体积优化相比,IPSA优化使OAR的受照剂量明显降低,统计学差异明显(P<0.05)。结论:与体积优化方法相比,IPSA优化在提高靶区适形度指数的同时,更好地对OAR起到保护作用,且计算过程相对简捷,是临床上更可取的计划优化算法。

矩形件优化排样的自适应遗传模拟退火算法

针对理论上属于NP完全问题的矩形件优化排样问题,提出了一种基于小生境技术的自适应遗传模拟退火算法。研究了将矩形件在板材上的排列方式转换为特定编码的方法,利用遗传模拟退火算法进行全局优化概率搜索,考虑到算法中交叉概率和变异概率的选择影响到算法收敛性,提出了自适应的交叉概率和变异概率,并通过小生境技术对子辈个体是否替换父辈个体加以控制,最终得到矩形件排样的最优次序和排放方式,采用最低水平线策略的启发式排样算法实现自动排样。排样实例表明,该优化排样算法行之有效,具有广泛的适应性。

基于模拟退火算法的区域电网无功补偿优化技术研究

无功补偿对于配电网络可以确保电压质量和用户电压的稳定,是至关重要的,但目前的技术和方法不能有效地调整配电变压器以进行功率损耗补偿和电压动态平衡调整。本文针对现有的区域无功补偿优化效率相对较低,较为严重的能源浪费和经济效益差的现象,提出使用模拟退火算法来提高区域电网的质量和优化功率补偿的算法。针对贵州铝厂的区域工业电网的实验结果说明该优化算法可以得到良好的经济效益,并说明该算法经改进后也可以扩展到其他区域工业电网中。

不规则件优化排样的小生境遗传模拟退火算法

提出一种基于小生境遗传模拟退火算法求解不规则件排样问题的方法。该方法首先充分考虑不规则形状零件自身的形状特征,采用组合矩形包络算法将二维不规则零件的排样问题转化为矩形件的排样问题,克服了以往简单采用最小包络矩形代替零件排样存在空白区域,从而导致材料可能发生的利用率过低问题;然后利用遗传模拟退火算法及小生境技术相结合,寻找排样件在排样时的最优次序及各自的旋转角度;最后用"最低水平线与填充算法相结合"策略的启发式排样算法实现自动排样。实例表明了该算法的有效性和实用性。

逆向工程技术在现代土木建设中的创新应用研究

逆向工程技术在现代土木建设中展现出显著的创新性与应用潜力,通过逆向工程技术土木建设中的结构优化与性能提升得到了前所未有的突破,本研究重点探讨了逆向工程技术在土木建设领域的应用场景与具体实例,分析了其在建筑设计、材料性能优化、施工过程控制等方面的应用效果,研究表明逆向工程技术不仅提高了建设效率还显著提升了工程质量,具有广阔的发展前景。

基于多核的并行模拟退火放疗计划优化加速方法

为了满足图像导引(imaging guided radiotherapy,IGRT)的实时四维适形调强逆向放疗计划在临床实施的需要,用一台HP桌面型工作站和OpenMP多线程库,试验了用多核并行计算技术实现的模拟退火逆向治疗计划快速全局优化算法,并将其应用在一个虚拟体模和4个临床病例的优化中。实验结果表明:基于多核的并行计算技术能大幅度提高逆向放疗技术的优化计算的效率;进一步选用更多核的并行计算机图像工作站,该技术可以满足目前大多数4D医学成像的临床需要。

模拟退火算法用于产生城市土地空间布局方案

本文发展了一种模拟退火算法辅助产生城市土地空间布局方案。首先建立了城市土地空间配置问题的数学模型 ,目标函数是最小化土地开发费用、最大化不同功能地块间的空间协调性。由于问题存在的诸多空间约束条件使得可行的土地利用布局方案的搜寻过程变得十分缓慢 ,采用了将一些空间约束条件结合到目标函数中的方法 ,如结合了距离约束、方向约束、相同土地利用单元的邻近约束和地块形状的紧凑约束等约束条件。应用于湖南省长沙市暮云工业区用地规划的结果表明 ,模拟退火算法是一种辅助城市土地利用规划的有用的。

电动汽车双层优化模型的充放电调度策略

传统的分时电价策略虽然一定程度上可以改善电动汽车无序充电所产生的电网日负荷峰谷差加大、负荷率降低等状况,但易产生新的负荷高峰,并且当前多目标优化等策略削峰填谷效果欠佳或用户参与度不高。针对上述问题,提出一种基于双层优化模型的调度策略以充分考虑电网和用户两侧需求。第1层模型以优化电网日负荷方差最小为目标函数;第2层优化模型建立以车主充电成本最小以及保证用户出行需求的目标函数,然后用改进的粒子群-模拟退火算法对双层优化模型进行循环迭代求解,并将第2层优化后的结果反馈给第1层,以此循环优化,输出最终结果。对比优化前后的负荷曲线,结果表明:与当前优化策略相比,所提出的基于双层优化模型的V2G调度策略能有效降低新的负荷高峰及负荷峰谷差,减少参与V2G的用户成本,实现两侧双赢。

逆向工程应用中的技术集成及优化再设计

介绍了逆向工程的意义、应用领域、过程及其关键技术。以具体的实例阐述了多项技术的集成应用,对复制结果进行了优化设计,并指出优化再设计是逆向工程的灵魂。

基于增强教与学优化算法的图像分割

为提高分割图像的质量和提高计算效率,提出了一种基于增强教与学优化算法(ETLBO)的图像分割方法。所提ETLBO利用逆向学习技术,提高全局搜索速度和优化准确度,改进全局寻优性能,并保留了经典课程教与学优化算法计算成本低、稳定性高的优点。此外,采用最小交叉熵(MCE)的概念,将图像分割的多级阈值化问题转换为优化问题,利用ETLBO得到多级最优阈值组合,实现分割图像和原始图像之间的交叉熵最小化,提高分割图像的视觉质量。实验结果表明,所提方法在分割图像的均匀性和适应度方面的性能优于其他先进方法,且计算效率更高。

拉曼光谱结合模拟退火的小麦粉灰分含量检测

针对当前小麦粉中灰分的检测方法测量周期长,且手工操作复杂,容易产生误差的问题,研究提出采用拉曼光谱技术,结合5种光谱预处理方法和模拟退火算法进行波数筛选两方面优化小麦粉中灰分的拉曼光谱模型。实验结果中,卷积平滑SG(17)+标准正态变换(SNV)+模拟退火(SAA)的优化方式效果最优,相关系数(R2)为0.9875,均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.0161和0.15,相对分析误差(RPD)高达8.1679,模型稳健性参数良好。研究结果表明,在模型待测组分浓度与波数相关性以及模型预测准确性方面展现了自身的优越性,该方法简单实用,快速准确,有望将此技术扩展应用于整个食品行业。

基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机转子故障检测新方法

将高频率分辨力谱估计技术与优化算法相结合而提出一种新的异步电动机转子故障检测方法。针对两种典型的高频率分辨力谱估计技术——多重信号分类(multiple signalclassification,MUSIC)与旋转不变信号参数估计技术(estimation of signal parameters via rotational invariancetechnique,ESPRIT),应用模拟转子故障的定子电流信号测试其频率分辨力、精度等性能,结果表明:即使对于短时信号,二者仍具高频率分辨力,可以准确地分辨定子电流信号中转子故障特征分量、主频分量之频率;但对其幅值、初相角,仅能提供"粗糙"估计。为此,尝试以优化算法——模拟退火算法(simulated annealing algorithm,SAA)与模式搜索算法(pattern search algorithm,PSA)确定各分量的幅值与初相角。同时,分别对MUSIC与ESPRIT、SAA与PSA做了性能对比,遴选优者并应用于转子故障检测。最后,针对转子断条故障进行实验,结果表明:基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机转子故障检测方法有效、可行,即使在负载波动、噪声等干扰严重情况下仍然适用。

IA-64逆向工程中谓词消除技术研究

IA-64体系结构支持判断执行,提高指令级并行性,但是编译器为了充分利用该特性而做的优化将程序代码进行深度重构,对逆向工程来说很难从优化后的可执行代码中恢复原程序逻辑。该文提出了消除谓词的反优化技术,提高了可执行代码逆向工程的质量。

“一带一路”沿线国家制造业OFDI逆向技术溢出效应测度

改变我国在全球价值链上的现有地位,构建"一带一路"区域价值链,开拓获取OFDI逆向技术溢出效应的途径,是我国持续推进"一带一路"建设的现实意义所在。文章基于ADB-MRIO2018等数据库中2010—2019年的相关数据,运用增加值分解法,分别从国家与行业层面重构"一带一路"沿线国家制造业OFDI逆向技术溢出以及制造业结构优化指数和生产效率提升指数的测度模型。结果显示:我国对"一带一路"沿线国家制造业OFDI的逆向技术溢出与我国制造业升级呈正相关关系,并且依据沿线国家要素禀赋和比较优势的异质性进行差别化投资,有利于我国不同技术层次制造业的结构优化和效率提升。

基于模拟退火算法改进的遗传算法的金属铣削参数优化

为提高金属铣削质量,提出一种基于利用模拟退火算法改进的遗传算法的金属铣削参数优化方法。方法确定了金属铣削待优化参数为切削速度、轴向切深、径向切宽、每齿进给量,构建了以毛刺尺寸最低,铣削力最低,材料去除率最高,粗糙度最低的多目标优化模型,最后采用添加扰动的模拟退火算法改进的遗传算法,对多目标优化模型进行求解,实现了金属铣削参数优化。仿真结果表明,所提方法实现了金属铣削参数优化,铣削得到的TC4金属材料毛刺尺寸为20.07μm,铣削力在x、y、z轴方向分别为0.033, 0.028, 0.017 N,表面粗糙度为0.055μm,材料去除率为6.22 mm^(3)/min;相较于遗传算法、蚁群算法、粒子群优化算法、模拟退火算法,可提高金属铣削质量,降低铣削得到金属毛刺尺寸、铣削力、表面粗糙度,提升材料去除率。

快速成型技术在逆向工程中的应用

为适应现代先进制造技术的发展，需要将实物样件或手工模型转化为CAD数据，以便利用快速成型系统（RP）、计算机辅助制造（CAM）系统、产品数据管理（PDM）等先进技术对其进行处理和管理，并进行进一步修改和最优化设计。此时，就需要一个一体化的解决方案：从样品一数据一产品。逆向工程就专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段，实现从实际物体到几何模型的直接转换。将逆向工程与快速成型技术相结合，可快速的在已有样件或原型的基础上进行复制、仿制和产品的创新再设计，大大缩短新产品的设计和研制周期，降低新产品的研制成本和风险。

宫颈癌后装治疗中图形优化与逆向模拟退火优化剂量学分析

目的 比较宫颈癌三维后装计划中图形优化（GO）和模拟退火逆向优化（IPSA）剂量分布的差异，为宫颈癌后装治疗计划优化方法的选择提供依据。方法 利用Excel 2007产生的随机数，从已完成治疗的根治性宫颈癌患者中选取21例，原后装治疗计划采用图形优化，基于原图像信息，制定IPSA计划，统计临床靶区（CTV）剂量体积参数V100%、V150%，以及均匀性指数（HI）、适形指数（CI）、膀胱和直肠的D1 cm3、D2 cm3，对比两种优化方法的剂量特点。结果 两个计划的靶区剂量均能满足处方要求，所有靶区剂量参数的均值接近，差异无统计学意义（P〉0.05）。与GO计划相比，IPSA计划中膀胱D1 cm3、D2 cm3的剂量明显降低（t=3.596、3.490，P〈0.05）；直肠剂量参数的差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 在宫颈癌三管后装治疗中，采用GO和IPSA对靶区无影响，但IPSA可以减小膀胱的最大受量。

模拟退火逆向优化算法在宫腔管联合插植针的宫颈癌三维后装腔内放疗中的应用

目的探讨模拟退火逆向优化算法(IPSA)在以插植针为施源器的宫颈癌三维后装腔内放疗中的应用效果。方法以2016年10月至2018年7月接受根治性外照射及腔内联合组织间插植的局部晚期宫颈癌患者60例为研究对象,其中宫腔管联合1~4根插植针的患者各15例。在每例患者的同一套CT图像上,分别用正向的图形优化(GRO)方式和IPSA完成两种放疗计划,采用配对t检验分析两种计划方式的剂量学差异。结果IPSA计划的D90、V100均高于GRO计划(t=-4.742、-4.823,P<0.05),但靶区一致性指数(CI)和靶区适形指数(COIN)略低于GRO计划(t=9.642、8.783,P<0.05)。两组计划的靶区高量(V150、V200、V300)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组计划的膀胱、直肠D2 cm3相近(P>0.05)。宫腔管联合1根插植针时,IPSA较GRO的平均D90只提高了4 cGy(P>0.05);但随着插植针管数的增加,IPSA相比于GRO,D90提高的幅度也逐渐增加;当增加到4根插植针时,IPSA较GRO的平均D90增加了14 cGy(t=-3.180,P<0.05)。与GRO相比,IPSA的V100提高的幅度同样随着插植针管数的增加而逐渐增加。结论在以宫腔管联合插植针为施源器的宫颈癌三维后装治疗中,相比于GRO计划,IPSA计划在未增加靶区高量和危及器官剂量的情况下,可以提高靶区的覆盖度(D90、V100),且随着插植针管数的增多,IPSA较GRO在提高靶区覆盖度方面的优势也更为明显。

多峰函数优化的生境人工鱼群算法

针对人工鱼群算法在多峰问题寻优时难以找到全部最优解及精度不高的问题,提出了一种基于生境人工鱼群算法的多峰问题优化算法.该算法融合了模拟退火、小生境技术的思想,并加入了变异算子和自动生成合适小生境半径机制.通过对几种典型多峰函数的测试,表明该算法不仅能有效、精确找出多峰问题的全局和局部所有最优解,而且无需预先设置小生境半径,实现了真正的自适应搜索,较好地解决了复杂多峰优化问题.

宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量及相关性分析

目的比较CT图像引导下的宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量学差异,并为传统的二维腔内治疗点剂量评估提供参考依据。方法回顾分析30例宫颈癌患者手动优化(MO)的后装治疗计划,并在此计划原靶区和危及器官(OARs)勾画、处方剂量等不变的基础上,利用模拟退火逆向优化(IPSA)重新设计治疗计划,并比较这两种计划的靶区和危及器官的剂量学参数及相关性分析。结果与MO计划相比,IPSA计划的靶区剂量参数D90、D100、V100等差异无统计学意义,但膀胱和直肠的D2 cm3、D1 cm3剂量明显降低(P<0.05),治疗时间也稍缩短(P<0.05)。IPSA计划膀胱参考点剂量明显低于其D2 cm3剂量(P<0.05),且与小肠D2 cm3剂量呈正相关性(P<0.05);直肠参考点剂量与直肠、乙状结肠D2 cm3剂量呈正相关性,但与乙状结肠相关性更大(P<0.05)。结论 IPSA计划能提供与MO计划相同的靶区覆盖率,但降低了膀胱、直肠的最大受量;膀胱参考点剂量评估会低估膀胱的真实受量、直肠参考点剂量评估可能会造成乙状结肠超量。