文化基因算法

摘要： 随着我国电动汽车市场的不断发展,动力电池的退役处置问题变得刻不容缓。实践表明动力电池的有效回收不仅能够避免退役电池对环境造成不必要的二次污染,也能推进动力电池的循环利用,提高经济效益。为有效降低制造商责任制下的退役动力电池回收物流成本,促进动力电池回收程序规范化、可持续性发展,本文以车辆启用成本、行驶成本及能耗成本为总目标,研究退役动力电池回收的多车场车辆路径问题。首先,构建考虑电动物流车运载、载重影响能耗、多车场协同回收的数学规划模型;然后,设计基于遗传算法和局部搜索相结合的文化基因算法,采用无分隔符的编码方式和splitting解码方式、多种结构各异的交叉算子和局部搜索算子、种群管理等策略,提高算法的求解质量和效率;最后,进行仿真实验评估所设计算法的性能。实验结果表明:所设计算法的求解结果与LINGO软件所求最优解的偏差在1.23%以内,并能够在较短时间内求得问题的高质量解;与传统的遗传算法相比,算法在求解质量和效率方面均更优,实验结果验证了算法的有效性。

摘要： 钢铁企业在合理利用分时电价政策的情况下,能够保证最小化最大完工时间且有效降低企业的电力成本,对于企业降低成本和维持电网稳定性具有重要意义。本文以钢铁企业“短流程”炼钢生产环节为研究对象,在满足生产流程前提下,以最小化最大完工时间和电力成本为目标,建立分时电价下炼钢生产调度模型,通过在多目标文化基因算法(MOMA)框架下引用NSGA-Ⅱ算法的编码规则改进的MOMA算法对所建模型进行求解。实验结果表明,在保证最小化最大完工时间的前提下所建模型能够有效降低炼钢生产的电力成本。

摘要： 为最大程度地发挥梯级水库群的综合效益,缓解山西省忻州至阳泉地区的水资源供需矛盾,以最大化发电、供水和生态效益为目标,提出了一种新型梯级水库群多目标均衡调配模型。通过构建分权重归一化适应度函数,设置3种模拟场景,均衡分配各目标的权重;建立水资源分配协调机制,评价各产业对水资源的利用潜力,均衡分配供水量;采用自适应非线性进化参数、最优个体备份策略、最陡爬山法等方法改进文化基因算法,求解不同来水条件下的调配方案,并与现有主流算法求解的方案进行对比。结果表明:该调配模型在不同来水条件下均能降低供水和生态缺水率,年缺水率最高不超过15%,并同时提高年发电总量20%以上。研究成果可为研究区域水资源均衡调配提供参考。

摘要： 为了提高海量高维小样本数据的聚类准确率和效率,提出一种基于递归文化基因和云计算分布式计算的高维大数据聚类系统.基于Spark分布式计算平台设计迭代的聚类系统,分为基于递归文化基因的特征归简处理和基于密度的聚类处理.前者将基因微阵列的聚类准确率结果作为主目标,特征数量作为次目标,递归地化简特征空间;后者基于犹豫模糊集理论设计基于密度的聚类算法,采用加权的犹豫模糊集相关系数度量数据之间的距离.基于人工合成数据集和临床实验数据集均进行仿真实验,结果表明该算法在聚类准确率、扩展性和时间效率上均实现了较好的效果.

摘要： 云计算任务调度是一个难于精确求解的调度问题,需要兼顾考虑计算时间和资源利用率.为了最大程度地节省计算时间和提升资源利用率,论文提出了一种云计算任务调度双精英种群文化基因改进算法.首先,针对文化基因算法全局搜索能力不高的问题,通过结合遗传算法与粒子群算法,提出一种混合全局搜索策略,提高算法的种群多样性和收敛速度.其次,为改善普通精英种群在迭代后期进化缓慢的缺点,采用了双种群的进化机制.具体的Matlab仿真实验结果表明,改进算法的优化性能更佳.

摘要： 为了提高乘客出行需求不确定条件下可变线路式公交的运行服务能力,提出了动态离站时间窗策略以及待选站点策略两种运行优化策略.首先对策略应用背景下可变线路式公交运行方式进行了详述,并将其划分为两阶段的优化问题.然后采用混合整数规划模型对该问题进行建模,第1阶段的优化目标为最大化被服务的乘客数量,第2阶段的优化目标是最小化被接受乘客的总出行时间.针对所构建的模型,提出了一种改进的文化基因算法,对该模型进行求解.基于实际案例的仿真结果表明:两种策略从时间以及空间的维度打破了原有运行方式的固定站点离站时间约束以及乘客上下车点的空间约束,从而提高了可变线路式公交路径规划的灵活性,可以在不增加任何运营成本的情况下显著降低乘客预约请求被拒绝的比例,并且在同时应用时可以实现优势互补,至多可减少22％的乘客被拒绝率.

摘要： 针对航空发动机装配车间调度问题,提出一种全面改进型的文化基因算法,在全局搜索时提出一种摄动机制来改进遗传算法进行迭代求解,另外针对遗传算法局部搜索能力不足的缺陷,设计文化基因局部搜索算子对每个染色体个体进行局部搜索.这样相较于经典遗传算法,在证明了所提文化基因算子的最优性之后,设计出的全面改进型文化基因算法在全局搜索能力和局部搜索能力上都有一定的提升.最后通过算例验证了所提出方法的可行性和有效性.

摘要： 针对多中心联合配送模式下集货需求随机的同时配集货车辆路径问题(MDVRPSDDSPJD),构建了两阶段MD-VRPSDDSPJD模型.预优化阶段基于随机机会约束机制以及车载量约束为客户分配车辆,生成预优化方案;重优化阶段采用失败点重优化策略对服务失败点重新规划路径.根据问题特征,设计了自适应变邻域文化基因算法(Adaptive memetic algorithm and variable neighborhood search,AMAVNS),针对文化基因算法易早熟、局部搜索能力弱等缺陷,将变邻域搜索算法的深度搜索能力运用到文化基因算法的局部搜索策略中,增强算法的局部搜索能力;提出自适应邻域搜索次数策略和自适应劣解接受机制平衡种群进化所需的广度和深度.通过多组算例验证了提出模型及算法的有效性.研究成果不仅深化和拓展了 VRP(Vehicle routing problem)相关理论研究,也为物流企业制定车辆调度计划提供一种科学合理的方法.

摘要： 该文以负荷均衡分配、最优板形等可变函数为目标,提出了一种基于改进文化基因算法(MA)的铝1+4热连轧轧制规程优化方法.算法外部框架采用改进的自适应遗传算法(AGA)进行全局搜索和种群局部搜索,以简化序列二次规划(RSQP)算法进行二次局部搜索,实现连轧规程优化.在非线性目标函数和多目标约束条件下,对热连轧的负荷分配及最优板形进行了规程优化.经某厂生产验证:优化后的方案可实现连轧的负荷均衡分配,且产品质量较经验算法提升了约10.8％.

摘要： 隧道敷设因其输送电流大、便于管理维护和巡检等优点被广泛地应用于城市输电网络,优化多回路电缆的布置方式有利于充分利用隧道电缆的负载能力.本文考虑隧道敷设电缆的电磁场、热场、流场以及金属护套的交叉互联的接地方式,针对某隧道七回路高压电缆建立了其磁-热-流-路耦合的多物理场有限元仿真模型;利用红外测温数据验证了模型的正确性.以金属护套感应电压不超过规范值为约束条件、电缆最高线芯温度的仿真计算值最低为目标函数,基于文化基因算法对电缆的相序和位置进行联合优化.优化后电缆的最高线芯温度、护套环流损耗、环流平均值、感应电压分别下降了8.18％、21.39％、30.62％、8.2％.本文研究表明,采用文化基因算法,通过适当增大隧道电缆回路的水平距离,选择合适的相序布置方式有利于削弱回路电缆之间的互热效应,降低金属护套环流发热损耗,改善隧道电缆的布置方式.

摘要： 针对现有让步协商方法在解决复杂协商问题中的局限性,提出一种具有回顾对手历史提议功能的多Agent让步协商方法,设计允许Agent在一轮协商中发送多个提议的交互模式,建立基于向量相似度计算的提议/反提议生成模型,给出一种结合使用自适应遗传算法与Powell算法的文化基因算法作为模型求解算法,最后通过一个供应链协商计划问题的算例验证该让步协商方法的可行性及有效性.

摘要： 本申请公开了一种基于文化基因灰狼优化算法的电缆运输路径规划方法，包括以下步骤：S1、建立电缆运输路径规划的环境，确定电缆仓储点、接货点、车辆数量和车辆容量限制；S2、根据所述电缆运输路径规划的环境，建立电缆运输路径规划模型；S3、根据所述电缆运输路径规划模型，采用文化基因灰狼优化算法，获取电缆运输的最优路径。根据本发明的基于文化基因灰狼优化算法的电缆运输路径规划方法，通过采用文化基因灰狼优化算法可以得到电缆运输的最优路径，保证多车辆电缆运输的科学调度，提高企业资源利用率、运作的稳定性，有效提高客户满意度，降低电缆企业成本，改善企业运营状况。

摘要： 本发明是一种基于文化基因算法的三维空口测试探头选择方法，该方法从减少信道模拟器成本的角度出发，对于具有K个端口的信道模拟器，通过选定多探头暗室中特定位置的探头并赋予相应的权重，从而在暗室测试区域中还原出测试需要的信道模型，所述信道模拟器中，在总探头数为M的多探头暗室中，利用文化基因算法从中选择出K个探头，而K个探头对应了信道模拟器的K个端口，利用凸优化算法对每个探头上的功率权重进行优化，使得在给定测试环境所需的信道模型的情况下，在暗室测试区域中高精度地还原出目标信道，并且尽量减少OTA测试需要的探头数目从而减少信道模拟器端口数量。既节省连接大量线缆所用的时间，也降低了测试成本。

摘要： 本发明目的在于提供一种快速找到均匀图染色问题最优解或者近似最优解的方法。本发明公开了一种基于文化基因算法解决均匀染色问题的方法，算法如下：生成一个包含p个精英解的种群、设计交叉算子、对子代解进行局部优化、判断新生成的解是否适宜被加入种群中。本发明解决均匀图染色问题，即找到一个无向图G＝(V，E)的均匀合法k‑染色的解对应的最小正整数k值。本方法采用文化基因算法搜索框架，且根据均匀图染色问题设计相应的交叉算法，局部搜索算法及交配池升级算法。本发明更加快捷方便，适于解决现实世界中负载平衡问题。

摘要： 一种基于文化基因算法的交直流混合微网优化运行方法：针对包含风力发电、光伏发电、蓄电池、微燃机、燃料电池及柴油发电机的交直流混合微网，建立多目标、多约束、非线性的优化运行数学模型，目标函数考虑电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损以及运行维护成本，且服从微网内部功率平衡、公共连接点传输容量、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件；采用文化基因算法求解交直流混合微网数学模型；验证基于文化基因算法的交直流混合微网优化运行方法的正确性和有效性。本发明能有效求解多目标、多约束的非线性优化目标函数，提高微网经济效益和环保效益。

摘要： 本发明公开了一种求解分布式组装生产计划排布问题的改进文化基因算法。本算法设计主要体现在：提出了一种有效结合两种规则的构造性启发式，来获得高质量的初始种群；设计了一种新的结构，以子代解集为单位的小循环嵌套在大循环中，提高了种群的多样性；改进了交叉与变异算子，使解空间往好的方向发展；提出了四种具有针对性和灵活性的局部搜索算子，提高了算法的迭代效率。实验结果表明，本发明与近年高效的智能算法相比，能在同一时间节点内获得质量更高的解，在提高生产效率的同时还能降低客户和合同的流失度。

摘要： 本发明公开一种基于文化基因算法的旅游路线规划方法，具体步骤包括：步骤1，获取用户潜在偏好数据；步骤2，获取路网数据并进行清洗；步骤3，获取POI的用户交互信息数据，形成POI属性表中；步骤4，根据用户潜在偏好数据、路网数据和POI的属性表，对路网进行建模，并根据用户查询条件提取能够从起点到达终点的有效边；步骤5，根据用户潜在偏好数据、路网数据和POI的属性表，获取有效边的风景值；步骤6，使用文化基因算法对路网中的有效边和风景值进行搜索，为用户规划出一条风景值和用户满意度都较高的风景旅游路线。本发明解决了现有技术中存在的进行路径规划时未考虑用户偏好、路径风景值和用户个性化需求的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于文化基因算法的电缆群回路布置的优化方法，包括以下步骤：S1、建立电缆群多物理场耦合仿真的有限元模型；S2、计算电缆群中各电缆的线芯温度、金属护套感应电压；S3、建立以各回路电缆的相序和水平位置作为优化变量、以金属护套感应电压不超过规范值为约束条件、以电缆最高线芯温度最小为目标函数的优化问题的数学模型；S4、以相序和位置为输入变量，将建立的有限元模型转化为函数脚本的形式；S5、采用文化基因算法对电缆群回路布置方式进行优化。本发明优化方法具有较好的优化效果，有利于降低电缆群线芯温度，从而提高电缆群的载流量。

摘要： 本发明是一种基于文化基因算法的三维空口测试探头选择方法，该方法从减少信道模拟器成本的角度出发，对于具有K个端口的信道模拟器，通过选定多探头暗室中特定位置的探头并赋予相应的权重，从而在暗室测试区域中还原出测试需要的信道模型，所述信道模拟器中，在总探头数为M的多探头暗室中，利用文化基因算法从中选择出K个探头，而K个探头对应了信道模拟器的K个端口，利用凸优化算法对每个探头上的功率权重进行优化，使得在给定测试环境所需的信道模型的情况下，在暗室测试区域中高精度地还原出目标信道，并且尽量减少OTA测试需要的探头数目从而减少信道模拟器端口数量。既节省连接大量线缆所用的时间，也降低了测试成本。

摘要： 本发明目的在于提供一种快速找到均匀图染色问题最优解或者近似最优解的方法。本发明公开了一种基于文化基因算法解决均匀染色问题的方法，算法如下：生成一个包含p个精英解的种群、设计交叉算子、对子代解进行局部优化、判断新生成的解是否适宜被加入种群中。本发明解决均匀图染色问题，即找到一个无向图G＝(V，E)的均匀合法k‑染色的解对应的最小正整数k值。本方法采用文化基因算法搜索框架，且根据均匀图染色问题设计相应的交叉算法，局部搜索算法及交配池升级算法。本发明更加快捷方便，适于解决现实世界中负载平衡问题。

摘要： 本发明涉及一种改良的文化基因算法的柔性车间带运输时间的调度方法，可以有效解决带运输时间的柔性作业车间调度方案；其解决的技术方案是包括以下步骤：步骤一：参数设置；步骤二：通过三种初始化方法产生初始种群；步骤三：计算当前最优解；步骤四：产生子代；步骤五：形成新种群；步骤六：更新当前最优解；步骤七：判断算法是否终止；本发明编码方式简单易实现，提高了算法运行效率，采用双线并行结构将其组合成一种新的搜索方式，提高了搜索范围和精度。