基于优化第三代非支配排序遗传算法的城市应急设施模糊选址

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作者 朱云辰 程明骏 +5 位作者 郑昕文 岑沛立 郗祥硕 黄杉 华晨 黄海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1832-1843,共12页

以杭州市上城区2022年全年核酸检测点记录数据为基础,采用优化型第三代非支配排序遗传算法(NSGA3),将杭州市上城区划分为10786个50 m×50 m的人口点,模拟每个人口点去往周边核酸检测这一聚集性应急行为,并进行50000次迭代.将迭代结... 以杭州市上城区2022年全年核酸检测点记录数据为基础,采用优化型第三代非支配排序遗传算法(NSGA3),将杭州市上城区划分为10786个50 m×50 m的人口点,模拟每个人口点去往周边核酸检测这一聚集性应急行为,并进行50000次迭代.将迭代结果进行核密度分析,分别得出基于单设施点的15 min生活圈优化结果、基于双设施点的15 min生活圈优化结果、基于适老化需求修正的设施点优化结果,以及基于单设施点的5 min生活圈优化结果.结果显示,以单设施点的15 min生活圈优化结果为例,在不改变服务能力的前提下,基于优化NSGA3迭代后的核酸检测点网络,将设施平均可达时间从292.44 s优化到了264.62 s.基于核酸检测这一行为结果形成城市应急设施的模糊选址范围,得出“小集聚-大分散”空间规律;在此基础上将模糊选址范围转化为“社区级多功能应急空间”,为将来发生应急事件,进行临时应急设施选点决策时提供理论建议. 展开更多

关键词 第三代非支配排序遗传算法(NSGA3) 应急公共事件 应急设施选点 模糊选址 杭州市

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基于CatBoost-NSGA-Ⅲ算法的盾构姿态预测与优化

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作者 吴贤国 刘俊 +3 位作者 曹源 雷宇 李士范 覃亚伟 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期69-77,共9页

为解决盾构掘进过程中因盾构前倾变形、蛇形、轴线偏离及纠偏等影响施工安全性与高效性的问题,提出一种将类别型特征梯度提升(CatBoost)与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态多目标优化方法;以贵阳地铁为例,选取22个影... 为解决盾构掘进过程中因盾构前倾变形、蛇形、轴线偏离及纠偏等影响施工安全性与高效性的问题,提出一种将类别型特征梯度提升(CatBoost)与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)相结合的盾构姿态多目标优化方法;以贵阳地铁为例,选取22个影响因素作为输入参数,利用CatBoost算法建立输入参数与盾构姿态之间的非线性映射函数关系,采用随机森林(RF)算法评价输入参数的重要性;以盾构姿态绝对值最小化为目标,构建CatBoost-NSGA-Ⅲ多目标优化模型,并通过案例分析验证所提方法的适用性和有效性。结果表明:采用CatBoost算法训练工程实测数据得到的预测模型具有较高的精度,5个盾构姿态目标的R^(2)范围为0.916~0.943;所研发的CatBoost-NSGA-Ⅲ盾构姿态多目标优化方法,可使盾构姿态得到显著优化,整体改进的平均值为53.34%。 展开更多

关键词 类别型特征梯度提升(CatBoost) 第三代非支配排序遗传算法(nsga-ⅲ) 盾构姿态 多目标优化 重要性排序

原文传递

联合遗传算法和强化学习的虚拟网络功能映射与调度方法

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作者 刘光远 曹晶仪 杜婕 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期175-184,共10页

网络功能虚拟化环境下,为满足用户不同需求并提高资源利用效率,将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先,通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型,设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGA... 网络功能虚拟化环境下,为满足用户不同需求并提高资源利用效率,将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先,通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型,设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGAⅢ)的优化方法RL-NSGAⅢ;然后,采用两段式初始化技术求得高质量初始解,利用强化学习的优势自适应调节交叉变异参数,以保持种群多样性;最后,基于参考点的第三代非支配排序遗传算法,将虚拟网络功能映射至虚拟机并进行调度服务,得到多目标优化策略。仿真结果表明:相较于已有的NSGAⅢ、NSGAⅡ和MOPSO算法,采用RL-NSGAⅢ算法计算得到的时延降低了17%~28%,节点负荷提高了9%~19%,能量损耗降低了12%~26%,表明所提算法在提高网络速率和降低网络运营支出上的有效性。 展开更多

关键词 网络功能虚拟化 虚拟网络功能 映射与调度 强化学习 第三代非支配排序遗传算法

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基于NSGA-Ⅲ算法的低影响开发措施规划设计

4

作者 张慧颖 任亚铮 +6 位作者 胡朝仲 毛谨 张淼 马自飞 程阳 李雪龙 范俊楠 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期1-9,共9页

为完善海绵城市建设的整体规划设计,基于东南亚某经济开发区,结合雨洪管理模型(storm water management model,SWMM)和第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)建立了一个四目标优化模型,以地表... 为完善海绵城市建设的整体规划设计,基于东南亚某经济开发区,结合雨洪管理模型(storm water management model,SWMM)和第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)建立了一个四目标优化模型,以地表径流系数、管道过载时间、节点溢流量等3个城市内涝指标和总投资成本作为优化目标进行求解.结果表明:该优化模型可实现多目标同步优化,获得效益较高的低影响开发(low impact development,LID)措施的设计方案,优化后地表径流系数为0.309~0.355,管道过载时间为23.834~27.967 h,节点溢流量为10477~21802 m^(3),工程总投资成本为7.479亿~9.593亿元.研究结果可为未来海绵城市内涝控制设计提供技术参考. 展开更多

关键词 城市内涝 低影响开发 第三代非支配排序遗传算法 雨洪管理模型 优化设计

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多目标U型顺序相依装配线平衡问题的改进NSGA-Ⅲ

5

作者 夏建平 李尚强 +2 位作者 部绍闵 杨庆福 高德优 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期13-21,共9页

在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标... 在产品装配时无先后关系约束的作业之间可能存在装配干扰,使作业时间依赖于装配顺序,导致产品装配时间增加,从而影响装配线的平衡。为此,考虑装配过程中作业间的相互干扰,以工位开启数量、空闲时间均衡指标、总装配时间和装配成本为目标,构建多目标U型顺序相依装配线平衡优化模型,并提出一种改进第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)进行求解。所提算法引入了变邻域搜索算法的局部搜索特性以平衡算法的探索与开发关系;设计了基于问题约束下的编码、解码、种群更新和选择操作。最后,通过算例测试和实例分析验证算法的高效性。 展开更多

关键词 U型装配线平衡 顺序相依 改进第三代非支配排序遗传算法 多目标优化 帕累托

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基于参考点拥挤度改进的NSGAⅢ算法 被引量：5

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作者 庞善天 陈基漓 谢晓兰 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第6期1626-1633,共8页

当NSGAIII算法中的参考点小生境数比较小时,与该参考点相关联的所有成员都同时进入下一代,未考虑拥挤程度,降低了种群的多样性,减缓了种群的收敛速度。针对这一问题,提出一种个体选择策略,每次从参考点集合选取个体进入下一代之前,先计... 当NSGAIII算法中的参考点小生境数比较小时,与该参考点相关联的所有成员都同时进入下一代,未考虑拥挤程度,降低了种群的多样性,减缓了种群的收敛速度。针对这一问题,提出一种个体选择策略,每次从参考点集合选取个体进入下一代之前,先计算集合中种群成员相互之间的拥挤度,当拥挤距离小于所设定阈值时,随机删除其中任意一个个体,使其不参与下一代的进化。在PlatEMO平台上与原算法进行实验对比,实验结果表明,改进算法使Pareto解集的收敛性和分布性方面得到了改善。 展开更多

关键词 多目标优化 第三代非支配排序遗传算法 参考点 小生境数 拥挤度

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云制造下小批量定制产品的服务组合双层优选方法

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作者 袁伟 郭伟 +1 位作者 王磊 马剑 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期253-268,共16页

为解决云制造环境下小批量定制产品的服务组合优选问题,提出一种以加工特征作为任务粒度的资源服务组合双层优选方法。该方法首先构建了需求—特征图谱、制造资源供应图谱对供需两方信息进行描述与存储;然后设立加工合格率、满意度评价... 为解决云制造环境下小批量定制产品的服务组合优选问题,提出一种以加工特征作为任务粒度的资源服务组合双层优选方法。该方法首先构建了需求—特征图谱、制造资源供应图谱对供需两方信息进行描述与存储;然后设立加工合格率、满意度评价值、交付按时率、供应偏好值4个指标,并依托变异系数法进行赋权来初筛供应商,实现一层优选;最后建立了以工艺总成本、工艺总时间及总碳排放作为优化目标,特征间的优先级关系作为约束的优化模型,并使用融入次候选集变异算子的改进遗传算法NSGA-Ⅲ对其进行求解,完成二层优选。通过对实例结果的工艺流动顺序分析验证了该方法的可行性,并证明了改进后的算法求解效果更佳。 展开更多

关键词 云制造 服务组合 小批量定制 第三代非支配排序遗传算法 知识图谱

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考虑岸桥作业的集装箱船配载多目标优化

8

作者 李俊 赵雅洁 +1 位作者 肖笛 温想 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第2期35-45,共11页

为进一步提高集装箱码头作业效率,降低船舶在港停留时间,将码头前沿负责装卸作业的岸桥设备纳入集装箱船配载决策考虑范围内,通过降低航线上各港口的岸桥作业不均衡量保证船舶在港作业效率。考虑船舶运输安全性、经济性、适航性等需求,... 为进一步提高集装箱码头作业效率,降低船舶在港停留时间,将码头前沿负责装卸作业的岸桥设备纳入集装箱船配载决策考虑范围内,通过降低航线上各港口的岸桥作业不均衡量保证船舶在港作业效率。考虑船舶运输安全性、经济性、适航性等需求,以岸桥作业不均衡量、船舶阻塞箱数量、稳心高度、横倾角和纵倾值为目标,构建集装箱船配载多目标优化模型。为有效求解多目标优化问题,采用灰熵并行分析法改进第三代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,NSGA-Ⅲ)。实验结果表明:改进算法在求解性能上优于一般的带精英选择策略的算法,对算例参数设置变化具有较好鲁棒性,可为制订岸桥作业量均衡的集装箱船配载计划提供一定决策支持。 展开更多

关键词 船舶配载 多目标优化 第三代非支配排序遗传算法(nsga-ⅲ) 岸桥 作业量均衡

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不可靠测试条件下基于NSGA-Ⅱ的多目标测试优化选择 被引量：8

9

作者 翟禹尧 史贤俊 +1 位作者 杨帅 秦玉峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期792-801,共10页

针对测试不可靠因素严重影响测试优化选择结果以及现有方法不能很好解决多目标测试优化选择等问题,提出基于第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标测试优化选择的方法。首先,描述了测试不可靠条件下多目标优化选择问题的数学模型;... 针对测试不可靠因素严重影响测试优化选择结果以及现有方法不能很好解决多目标测试优化选择等问题,提出基于第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标测试优化选择的方法。首先,描述了测试不可靠条件下多目标优化选择问题的数学模型;其次,在该数学模型下,将系统给出的故障检测率和隔离率作为约束条件,将测试代价、漏检率和虚警率作为优化目标,建立了多目标优化问题;然后,提出带有精英保留策略的NSGA-Ⅱ对多目标问题进行优化选择,利用NSGA-Ⅱ能够得到一组Pareto最优解,可根据实际需求选择最优的测试组合;最后,针对某装备进行实例分析,得到3组最优解,可以满足不同需求下的最优选择,验证了所提数学模型与多目标优化算法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 测试优化选择 测试性设计 多目标测试 不可靠测试 第二代非支配排序遗传算法(nsga-Ⅱ)

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基于改进NSGA-Ⅱ的港机制造企业供应链网络优化 被引量：1

10

作者 李怀栋 胡坚堃 黄有方 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第4期92-97,共6页

针对港机制造企业供应链网络面临的经济性、稳定性优化需求,本文以供应商、制造基地、港口和客户在内的四级供应链网络为研究对象,对网络各级节点之间的稳定性和港口的物流能力进行评估,选取网络的利润、稳定性为优化目标建立多目标混... 针对港机制造企业供应链网络面临的经济性、稳定性优化需求,本文以供应商、制造基地、港口和客户在内的四级供应链网络为研究对象,对网络各级节点之间的稳定性和港口的物流能力进行评估,选取网络的利润、稳定性为优化目标建立多目标混合整数规划模型。结合算例选择矩阵实数编码、行列交叉操作、差分变异算子对第二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行改进。计算结果表明,该模型能够对网络的经济性和稳定性进行有效优化,且算法能获得Pareto最优解集,可为决策者提供较强的决策支持。 展开更多

关键词 港机制造企业 供应链网络 多目标优化 第二代非支配排序遗传算法(nsga-Ⅱ)

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计及碳排放的风-光-抽水蓄能系统容量优化配置方法 被引量：30

11

作者 刘忠 陈星宇 +2 位作者 邹淑云 潘宜桦 李金铭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期9-18,共10页

合理的系统容量配置方案是开发利用可再生能源的重要基础。文中提出了一种并网型风-光-抽水蓄能联合运行系统容量优化配置方法,该方法以成本最低、经济效益最大、碳排放量最小为优化目标建立系统模型,基于中国东南沿海某近陆海岛的真实... 合理的系统容量配置方案是开发利用可再生能源的重要基础。文中提出了一种并网型风-光-抽水蓄能联合运行系统容量优化配置方法,该方法以成本最低、经济效益最大、碳排放量最小为优化目标建立系统模型,基于中国东南沿海某近陆海岛的真实数据,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解。然后,引入灰色关联分析法实现无偏折中策略获取最优容量配置方案。仿真结果表明,联合运行系统能在最大限度利用风能和太阳能的基础上实现连续稳定运行;引入灰色关联分析法决策最优容量配置方案是可行的,且联合运行系统在全项目周期里的碳排放量随着灰色关联度的增大而减小;适当提高风电和光伏发电入网率能够降低系统成本、提高经济效益、减少碳排放量。 展开更多

关键词 容量配置 三目标优化 联合运行系统 碳排放 带精英策略的快速非支配排序遗传算法(nsga-Ⅱ) 灰色关联分析法

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利用余热回收多能互补技术的原油蒸馏装置热集成系统的优化改造 被引量：3

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作者 蒋宁 赵世超 +3 位作者 谢小东 范伟 徐新杰 徐英杰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期652-663,共12页

针对换热网络(HEN)的优化改造,提出了一种利用公用热量实现多能互补理念的改造思路,通过充分利用热过程物流中的低温余热,完成热集成系统的优化改造。本文基于参考点非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ),通过综合评估集成废热回收(WHR)系统的... 针对换热网络(HEN)的优化改造,提出了一种利用公用热量实现多能互补理念的改造思路,通过充分利用热过程物流中的低温余热,完成热集成系统的优化改造。本文基于参考点非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ),通过综合评估集成废热回收(WHR)系统的换热网络的年度改造费用、年度改造收益、能耗(包含换热网络的冷/热公用工程和废热系统冷却水和电力消耗)和废热系统的有益产出,从而获得最优解决方案。对原油蒸馏系统(10H5C)的优化改造研究案例表明,通过权衡集成系统的能源消耗、WHR系统的产出、改造费用和改造收益4个目标,采用NSGA-Ⅲ算法求解获得了多维度的改造方案,相较于基础网络不仅有可以为用户最大节省22.9%能源消耗的改造方案,还有WHR系统最大输出为4.003×104kW的解决方案,也有最小改造费用为1.848×106USD/a的改造方案,还有最大改造收益和最大投资回报率分别为1.173×107USD/a和121%的解决方案;最后通过比较集成WHR系统与单独HEN优化改造的性能,证明了集成WHR系统的实用性和可行性,以及余热回收多能互补技术对提高流程工业能量集成系统能量利用效率的重要作用。 展开更多

关键词 换热网络 废热回收 多目标优化 多能互补 非支配排序遗传算法(nsga-ⅲ)

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基于神经网络和响应面近似模型的车门性能多目标优化 被引量：1

13

作者 陈饶 钟厉 《内燃机与配件》 2022年第24期1-5,共5页

通过优化前车门模态、刚度以及轻量化,以改善整车性能和车内舒适性是车辆NVH的研究热点之一。以某乘用车左前车门为研究对象,计算分析其模态和刚度性能。以关键零部件厚度为设计变量,通过最优拉丁超立方试验设计获取样本数据,构建车门... 通过优化前车门模态、刚度以及轻量化,以改善整车性能和车内舒适性是车辆NVH的研究热点之一。以某乘用车左前车门为研究对象,计算分析其模态和刚度性能。以关键零部件厚度为设计变量,通过最优拉丁超立方试验设计获取样本数据,构建车门模态、刚度及质量的神经网络和响应面近似模型。以车门一阶弯曲模态频率最大化、质量最小化为优化目标,其余性能为约束,运用NSGA-II遗传算法进行性能多目标优化。结果表明:车门一阶弯曲模态频率提高1.24Hz;车门质量减少3.63kg,轻量化率为13.57%,其余性能均达标。基于多种类近似模型的多目标优化方法可有效提升车门性能。 展开更多

关键词 前车门 近似模型 最优拉丁超立方试验设计 第二代非支配排序遗传算法(nsga-Ⅱ) 多目标优化

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基于改进的IFM-NSGAⅢ模型的武汉市土地利用优化配置 被引量：2

14

作者 周玲慧 王海军 曾浩然 《测绘地理信息》 CSCD 2023年第5期104-110,共7页

提出改进的信息反馈模型-第三代非支配排序遗传算法(information feedback model-non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,IFM-NSGAⅢ),并将其用于土地利用优化:在NSGAⅢ基础上耦合IFM以实现多个目标的平衡。以武汉市为研究区,制定... 提出改进的信息反馈模型-第三代非支配排序遗传算法(information feedback model-non-dominated sorting genetic algorithmⅢ,IFM-NSGAⅢ),并将其用于土地利用优化:在NSGAⅢ基础上耦合IFM以实现多个目标的平衡。以武汉市为研究区,制定经济效益、生态效益、转换成本、不相容性、紧凑性共5个优化目标,检验模型的适用性。结果表明,模型能够生成多样化的土地利用模式满足不同发展需求,在生态效益优先的模式1中,与现状相比,其生态效益和经济效益分别提升了0.10%和6.24%。 展开更多

关键词 土地利用 多目标优化 信息反馈模型-第三代非支配排序遗传算法(information feedback model-non-dominated sorting genetic algorithmⅲ IFM-NSGAⅲ) 武汉市

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工业无线传感器网络攻击源定位任务分配优化算法 被引量：8

15

作者 孙子文 朱颖 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2020年第2期225-232,共8页

针对工业无线传感器网络中参与攻击源节点定位的任务分配问题,构建和求解多目标优化定位任务分配模型,任务分配模型中设定参考节点组合总能量消耗、距离平均标准偏差目标函数,以及空间约束和剩余能量约束条件;采用循环拥挤排序将非支配... 针对工业无线传感器网络中参与攻击源节点定位的任务分配问题,构建和求解多目标优化定位任务分配模型,任务分配模型中设定参考节点组合总能量消耗、距离平均标准偏差目标函数,以及空间约束和剩余能量约束条件;采用循环拥挤排序将非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进后加入基于稀疏度局部搜索的混合优化算法联合求解任务分配模型,将稀疏度最小的解作为稀疏解,再采用极限优化策略在稀疏解周围进行局部搜索使得解拥有更好的分布特性.Matlab仿真结果表明该改进的混合优化算法可以提高算法收敛速度以及降低算法复杂度,在较快的时间内选择出合适的参考节点组合,减少了定位误差,提高了定位精度. 展开更多

关键词 工业无线传感器网络 节点选择 第二代非支配排序遗传算法(nsga-Ⅱ) 稀疏度

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