求解平衡约束圆形Packing问题的快速启发式并行蚁群算法

带平衡约束圆形Packing问题属于NP-hard问题,求解困难.提出一种求解该问题的快速启发式并行蚁群算法.首先提出一种启发式方法:在轮盘赌选择定序的概率公式中增加质量因子和外围逆时针排列定位待布圆,并用它构造出多样性种群个体(相交圆数不超过3的布局方案).然后将蚁群优化与并行搜索相结合,使种群个体快速收敛到最优解或迭代出存在少量干涉的近似最优解(1～3个相交圆).若为后者,则基于物理模型用最速下降法将其快速调整成最优解.所采用的启发式方法、并行蚁群搜索机制和快速调整策略有机结合提高了算法的搜索精度和效率.数值实验表明该算法在性能指标上优于已存在的算法.

基于梯度下降连续优化算法的线束截面布局优化设计方法

通过将电缆线束的截面排布问题转化为不等圆的Packing问题的物理模型,并基于梯度下降的连续优化方法,提出了一种电缆柔性线束截面布局优化设计及仿真验证方法。通过引入格局X的势能函数U(X),基于梯度下降的连续优化方法将初始格局收敛至对应的局部最优格局,得到局部最优解。经过对电缆线束进行测试验证,证明了该方法在解决线束截面排布问题上具有较好的性能和效果,并且对于不同数量和形状的圆,均能得到接近最优的布局方案。该方法求解高效,具有较好的灵活性和鲁棒性。

基于多邻域算子组合策略和模拟退火算法的线束截面布局优化设计及仿真验证方法

针对线束截面设计不合理导致线束故障频发的问题,通过建立线束截面排布格局的物理模型,并基于多邻域算子组合策略和模拟退火算法,提出了一种电缆柔性线束截面布局优化设计及仿真验证方法。根据组合策略调用邻域算子生成新邻域,在经过模拟退火算法的多次迭代和搜索后,依据退火函数以一定的概率输出最优解,得到全局优化后的最终布局。最后,对电缆线束实例进行仿真验证,证明了该方法在解决线束截面排布的问题上具有较好的性能和效果,算法的计算复杂度相对较低,可以在实际应用中进行高效求解,在二次电缆柔性线束的设计阶段和现场施工中具有现实的指导意义。