一种快速实现多峰值函数优化的改进遗传算法

针对基本遗传算法具有的收敛早熟、局部搜索能力差等缺点,提出了一种快速实现多峰值函数优化的改进算法。该算法包含并行小生境技术、可疑峰值点判断、引入局部搜索参数等策略,并采用C语言成功编写了通用程序。数值算例表明：该改进算法能有效防止早熟收敛,明显提高遗传算法的收敛效率,快速搜索到目标函数的所有最优点。该算法对求解多峰值函数优化问题具有普适性。     

边坡弹性模量反分析的模拟退火BP网络方法

通过模拟退火算法,对BP网络进行优化并编写了模拟退火BP网络程序,应用该程序对三峡永久船闸高边坡岩体弹性模量进行了位移反分析.结果表明,根据模拟退火BP网络反分析得到的弹性模量计算出的位移值和监测位移值差别较小.因此,模拟退火BP网络方法可以用于边坡岩体力学参数的反分析.     

叠前弹性波反演非线性优化方法

针对传统遗传算法自身存在的早熟收敛、搜索空间小以及计算效率低的问题,在保证算法收敛和最大限度地搜索模型空间的基础上,对遗传算子采取相应策略进行了改进,并通过界约束以增加解的稳定性.为了提高计算效率,采用粗粒度并行遗传算法,将并行计算机的高速并行性和遗传算法固有的并行性相结合,进行多种群并行搜索.选择合适的迁移拓扑结构和迁移策略,构建了并行模型,并给出了改进后并行遗传算法的设计流程图及详细算法描述.采用该算法进行了叠前弹性波反演的实际计算,取得了良好的效果.     

并行遗传算法在模拟有源滤波器设计中的应用

提出了一种基于岛屿群体模型的并行遗传算法,该算法克服了以往采用基本遗传算法存在易早熟、收敛速度慢的不足,具有较高的加速比和运算效率.将其应用到模拟有源滤波器参数的优化设计中,仿真结果验证了算法的有效性.     

遗传算法在路面结构动态时域反分析中的应用研究

根据系统识别方法的基本原理,采用遗传算法为参数调整算法,在时域对柔性路面结构的材料参数进行了位移反分析的研究。结果表明,遗传算法是一种有效的全局搜索方法;对于不同的模量估计范围,其反演结果基本一致,发散性较小;反算过程稳定收敛;遗传算法对于路面结构材料参数的动态识别是适用的、有效的。     

基于云计算的城市路网最短路径遗传算法求解

针对城市路网最短路径求解过程中计算量庞大的问题,在分析遗传算法特征和缺陷的基础上,提出了基于MapReduce的并行遗传算法,并以长春市路网特征数据为基础验证了该算法的有效性.实验结果表明:基于MapReduce的并行遗传算法较传统遗传算法收敛速度快,运行时间短;随着并行节点数的增加,节点间的通信负荷加重,因此恰当地选择节点数尤为重要,合适的节点数可以提高运行效率.     

用并行遗传/Powell/蚁群混合算法求解卫星舱布局问题

卫星舱布局优化设计问题数学上属NP-hard问题．较有效的求解途径之一是研究混合算法,为此构造了并行混合PGA-Powell-蚁群算法（简称PGPAHA）．该算法以并行遗传算法为基本框架,根据各子群体收敛速率的快慢来决定它们之间迁移的时机,在收敛后期加入Powell法作为并行遗传算法的算子来加快收敛速度,并利用蚁群优化算法提高计算的精度．最后应用该算法求解了简化的三维带性能约束的国际商用通讯卫星的卫星舱布局设计问题,数值实验结果表明,该算法与并行遗传算法（PGA）相比,在计算精度、计算效率及计算稳定性方面较优。     

基于GA-APSO混合罚模型的混凝土坝力学参数优化反演

针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计算优势,提出一种基于自适应遗传粒子群算法(GA-APSO)的全局优化反演方法,并将ANSYS有限元程序作为子模块嵌套到该算法程序中,编制相应的有限元优化反演分析程序。同时,通过工程算例中的大坝正反分析结果,验证文中所建混合算法具有收敛速度快和全局搜索能力强的特点,进而可提高大坝优化反演效率。该方法亦可将其推广应用于其他坝型及岩质边坡的力学参数反分析。     

大坝服役性态安全监控的GA-RBF组合模型

RBF神经网络具有很强的非线性拟合能力,但是在搜索最优解的时候易在局部最优处停滞.遗传算法是模拟自然界生物繁衍进化的算法,具有高效的全局搜索能力.本文提出了一种新的大坝服役性态监控模型.我们用遗传算法优化选择RBF网络隐层节点的各类参数,诸如网络隐层的中心值、宽度和权值.这样既可以避免陷入局部最优又能加快收敛速度.本文将遗传优化的RBF神经网络模型应用于某混凝土双曲拱坝的位移监测资料分析.比较发现,该方法可以很好的对大坝服役性态进行预测,取得很高的预测精度.     

基于KL-E的地质力学模型参数反演及应用

地应力及地质力学参数分布是石油工业井壁稳定性分析、水力压裂以及防砂措施制定等所需的关键参数。提出一种反演地质力学模型参数的方法,该方法通过优化算法依次调整地质力学模型的边界条件与力学参数场,以匹配模型计算地应力与硬数据(一维室内实验测量地应力或一维测井综合解释地应力)为优化目标。利用条件Karhunen-Loève展开(KL-E)生成满足特定位置地质力学属性硬数据的地质力学参数随机场,可以将基于网格单元的地质力学参数量减少为一组一维随机变量,加快算法收敛速度。通过测试算例和四川盆地某页岩气井区的现场实例,验证了该方法的适用性。该方法不仅提高了模型计算结果与硬数据的匹配程度,同时更准确地描述了未知位置的地质力学参数分布情况。与地质力学参数场的反演相比,边界条件反演过程收敛速度更快。     

基于自适应并行遗传算法优化设计的有源滤波器

提出一种用于有源滤波器的改进自适应并行遗传算法设计.引入了两个自适应算子:其一根据进化过程实现交叉和变异概率的自动调节;其二通过设计随机个体集和健壮个体集,实现种群个体的多样性和保护适应度高的个体不被破坏.采用基于岛屿的交换模型实现多种群间信息交换,扩大了种群的规模和相应的搜索空间.给出了利用该方法设计四阶切比雪夫低通滤波器的设计结果,并与基本遗传算法进行了比较实验,结果表明该算法收敛速度快、精度高,有效地克服了早熟现象.为大规模有源滤波器设计提供了方法上的支持.     

二滩拱坝极限承载力分析

作为小湾拱坝的坝踵开裂及极限承载力研究的一部分,采用有限元方法对二滩拱坝进行了极限承载力分析。首先模拟正常蓄水运行情况,计算的大坝拱冠梁顶点位移与大坝实测位移基本吻合,计算采用的模型和参数是合理的。在此基础上,对二滩拱坝进行了水压超载计算,分析了二滩拱坝正常蓄水阶段的运行状态及极限承载力。分析结果表明:二滩拱坝在正常蓄水工作条件下是安全的,且帷幕的安全裕度有充分保障。     

自适应遗传算法在某拱坝渗流参数反演中的应用

利用水头实测资料,以渗透系数为待反演参数,在采用基本遗传算法进行参数反演研究的基础上,针对简单遗传算法难以确定交叉率和变异率的最佳值及计算量较大、易早熟等缺点,提出以自适应遗传算法来解决工程中的这类反演问题;为力求使改进的遗传算法计算量更小,收敛性更强,同时结合二维稳定渗流有限元工程实例进行了反演计算.结果表明,自适应遗传算法在保持简单遗传算法优点的同时,有效地提高了算法的收敛性,并在一定程度上克服了简单遗传算法的早熟问题.     

Adaptive interactive genetic algorithms with individual interval fitness

It is necessary to enhance the performance of interactive genetic algorithms in order to apply them to complicated optimization problems successfully. An adaptive interactive genetic algorithm with individual interval fitness is proposed in this paper in which an individual fitness is expressed by an interval. Through analyzing the fitness, information reflecting the distribution of an evolutionary population is picked up, namely, the difference of evaluating superior individuals and the difference of evaluating a population. Based on these, the adaptive probabilities of crossover and mutation operators of an individual are presented. The algorithm proposed in this paper is applied to a fashion evolutionary design system, and the results show that it can find many satisfactory solutions per generation. The achievement of the paper provides a new approach to enhance the performance of interactive genetic algorithms.     

Adaptive interactive genetic algorithms with individual interval fitness

It is necessary to enhance the performance of interactive genetic algorithms in order to apply them to complicated optimization problems successfully. An adaptive interactive genetic algorithm with individual interval fitness is proposed in this paper in which an indi-vidual fitness is expressed by an interval. Through analyzing the fitness, information reflecting the distribution of an evolutionary population is picked up, namely, the difference of evaluating superior individuals and the difference of evaluating a population. Based on these, the adaptive probabilities of crossover and mutation operators of an individual are presented. The algorithm proposed in this paper is applied to a fashion evolutionary design system, and the results show that it can find many satisfactory solutions per generation. The achievement of the paper provides a new approach to enhance the t~erformance of interactive genetic algorithms.     

拱坝及下游坝面压力管道组合结构抗震研究

用有限元方法对双曲拱坝及下游坝面压力管道组合结构进行分析。研究了组合结构的动力相互作用规律和地震频谱输入下的动力响应。结果表明，下游坝面压力管道对拱坝动力特性影响较小，组合结构具有良好的抗震性能。     

拱坝应力分析的三维样条边界元法

文章实现了拱坝与地基耦合分析。用样条插值拟合拱坝几何外形，用无限样条边界元模拟地基，用传递矩阵法分解子结构，用奇性校正特解场法计算边界应力。抛弃传统拱坝应力分析方法中的拱梁体系简化和关于地基的Ｆ．ｖｏｇｔ假定，即使在稀疏剖分下，也能够给出精度较高的位移场、应力场和地基反力场。为拱坝应力分析提供一条新途径     

一种改进的图像恢复遗传算法

遗传算法作为一种高度并行、随机、自适应搜索算法,比其他传统的搜索算法在全局搜索时更有效.但利用简单遗传算法进行图像恢复时,存在严重"过早收敛"的问题,使得图像恢复质量不理想.设计了一种新的二维染色体编码方法,并与模拟退火算法相结合,实验结果表明,该方法能较好克服"过早收敛"现象,对提高退化图像恢复质量有较好效果.     

基于实测温度的拱坝裂缝稳定性分析

温度荷载作为拱坝的主要荷载,对拱坝裂缝的出现和稳定有很大的影响．因此准确的再现施工期温度场是对拱坝裂缝进行稳定性分析的前提条件．采用自适应遗传算法对某拱坝大坝混凝土的绝热温升参数进行了参数反演,采用反演后的绝热温升参数进行施工期温度场仿真分析．采用带拉断的Mohr—Coulomb破坏准则判断混凝土的开裂．裂缝出现后,概化出两组主要裂缝,采用线弹性断裂力学分析裂缝的稳定性．由于裂缝稳定性分析要求裂缝附近有较密的网格,基于兼顾计算效率和精度的考虑,采用子模型法处理裂缝部位．     

计算机网络中路由选择的优化研究

为了改进计算机网络的性能 ,提出了一种改进的并行遗传算法 ,采用多群体并行进化与自适应地改变遗传参数 ,对计算机网络中路由选择问题进行了优化 ,比较了不同算法所得到的链路利用率及网络的平均时延 .计算机仿真实验结果表明 ,该算法能较迅速地求出全局近似最优解 ,并且与传统的方法相比较 ,解的质量能大幅度地提高 ,证明此改进的并行遗传算法是行之有效的