基于智能水滴算法的学习效应生产调度研究

论文介绍了新兴仿生群智能优化算法—智能水滴算法,并且分析了智能水滴算法的仿生原理。论文针对具有学习效应的置换流水车间调度问题的特点,对算法进行了相应的变化,利用 Matlab 编程仿真计算得到结果,验证了智能水滴算法对于置换流水车间调度等优化组合问题的可行性和有效性。     

基于智能水滴算法置换流水线调度问题的研究

生产调度问题是制造系统中最基本、最重要和最困难的问题之一.提出了一种新颖的群智能优化算法即智能水滴算法求解置换流水线问题.智能水滴算法是群智能算法领域的最新研究成果,该算法模拟了自然界水系统通过和其周围环境的相互作用而形成河流水道的过程.分析了智能水滴算法的基本原理和数学模型.应用MAT-LAB7.0,对Car1-Car6以及Rec01和Rec13问题进行了仿真测试,并将智能水滴算法和微粒群算法相比较,仿真结果表明了智能水滴算法求解生产调度问题的可行性和有效性.     

基于能效的OFDMA系统资源分配研究*

在正交频分多址（OFDMA）系统中,合理的资源分配对于提升系统的能效具有重要的意义。针对多用户OFDMA系统,对最大化系统能效为目标的资源分配算法进行研究,提出了基于智能水滴算法的全连通图资源分配模型,该模型以全连通图的顶点和边来表示用户与子载波之间的对应关系。在此基础上,进一步对智能水滴算法进行改进。仿真结果表明,在满足用户QoS的条件下,所提出的改进的智能水滴算法的全连通图资源分配方案能够有效提高系统能效,提升系统性能。     

多目标多时间窗车辆路径问题的鸽群-水滴算法

针对智能水滴算法求解带时间窗车辆路径规划收敛速度慢、计算精度差的问题,根据带时间窗车辆路径问题的应用要求,利用整数线性规划方法,以配送车辆的最小运输总成本、最短运输距离和最少安排数量为目标,综合考虑了车辆出发点、服务点、装载量、行驶距离、服务时间窗等诸多约束条件,构建了多目标多时间窗车辆路径模型;为了精准快速求解多目标多时间窗车辆路径模型,提出一种鸽群-智能水滴互补改进优化算法,将河道水滴离散二进制变换后,采用地图罗盘算子和地标算子分别改进水滴的流动速度和方向,并利用自适应变邻域扰动策略干扰水滴携带的泥土量,提高水滴算法的开发和探索能力;利用理想点法和罚函数与多目标优化混合方法分别处理多目标函数与约束条件,并以两种经典的带时间窗车辆路径问题为实例,通过与遗传算法、智能水滴算法和鸽群-水滴算法的计算结果进行比较,结果表明：在相同的算法参数和经济指标下,鸽群-水滴算法相比于智能水滴算法求解模型中的运输路径缩短20 km左右、运输成本节约403元左右,且该算法的求解时间和迭代次数也明显优于其他两种人工智能算法。     

高校科研能力的协同IWD粗糙集-块神经网络评估模型

针对高校科研能力评估过程中存在的多因素、高非线性特点,经典评估模型主观性较强,导致模型评估准确性不高的问题,提出基于协同智能水滴算法IWD和粗糙集块神经网络RBNN的高校科研能力评估模型。首先,引入智能水滴算法,并针对传统智能水滴算法固定旁域搜索范围不利于提升算法搜索效率的问题,提出一种局部空间自动缩放算法LSAS,该算法根据当前种群最优个体,自动调整下一步搜索空间大小,对进化过程进行指导,提高算法的进化效率;其次,基于粗糙集理论对高校科研能力数据进行特征预处理,简化数据计算量;最后,对块神经网络和粗糙集参数进行编码,并对高校科研能力模型进行评估。仿真结果表明,此评估模型具有较高的准确性和较快的计算效率。     

智能水滴算法在代码覆盖测试中的应用

代码覆盖在软件测试中得到了广泛应用,表示了代码被测试的程度。论文提出了一种利用智能水滴算法优化代码覆盖的算法,描述了如何把独立路径生成问题转换成智能水滴在控制依赖图的各边之间寻找最优路径的问题,通过生成带有权值的独立路径来自动生成测试序列,使得测试人员可以最优地安排测试顺序,保证充分的代码覆盖。     

多目标应急物资路径优化及其改进智能水滴算法*

针对多目标应急物资配送中车辆路径优化问题,提出了基于改进智能水滴算法的多目标应急物资路径优化方案。主要包括以下四个阶段：(1) 构建基于Holling-II函数的疾病扩散模型;(2) 各疫区对药品的需求预测;(3) 构建多目标应急物流配送模型;(4) 改进的智能水滴算法求解多目标应急物资优化问题。研究结果表明：所建立的模型与算法有效可行,可为应急管理相关问题提供决策参考。     

基于次优解集扰动IWD的PID锂电池均衡充电控制

为实现串联锂电池组充电均衡控制,提出基于次优解集扰动智能水滴算法(IWD)的PID锂电池均衡充电控制策略。首先,对锂电池的充电均衡电路进行研究,给出具有单均衡器设置的PID充电控制结构图,并讨论了不同情形下的均衡控制策略;其次,针对PID参数整定问题,引入智能水滴算法进行参数优化,为提高其优化性能,利用次优解集和混沌扰动提高水滴进化的多样性,提高进化精度和效率;最后,通过MATLAB/Simulink仿真,对所提出的锂电池均衡充电控制策略的有效性进行了验证,均衡后的电压曲线拟合分布更为集中,所用时间更短。     

基于改进智能水滴算法的多目标供应链最优模型

为了最大限度地降低制造型供应链的销售成本并缩短供货时间,提出了一种基于改进智能水滴算法的多目标供应链优化模型。该模型通过在选项选择期间同时考虑成本和时间来提高供应链效率,并能够将制造型供应链中的销售成本和交货时间最小化。通过使用帕累托最优准则对传统的智能水滴算法进行修改,从而得到一个帕累托集,以实现两个目标的最小化。通过3个实例对所提算法进行了测试,并采用世代距离和超区域比指标将其与蚁群优化算法进行了比较。实验结果显示,所提方法的性能更优,生成的解集更接近真实帕累托集,能够覆盖更大的解区域面积,且计算效率较高。     

旁域更新智能水滴算法软时间窗车辆路径优化

利用智能水滴算法（IWD）特点,设计了基于IWD算法的车辆路径优化算法框架。针对标准IWD算法在泥土更新上过于单一的缺点,设计了旁域更新的泥土含量更新机制,考虑整个河道的泥土信息变化,增加了其他水滴到达目标节点的概率;提出了车辆路径IWD算法的编码方式,基于改进的旁域更新IWD算法设计了软时间窗车辆路径优化算法;通过实验仿真,对比旁域IWD算法与标准算法及粒子群算法的车辆路径优化结果,显示该算法相比对比算法具有更高的收敛精度和更快的收敛时间。     

A nature inspired intelligent water drops evolutionary algorithm for parallel processor scheduling with rejection

Scheduling has become a popular area for artificial intelligence and expert system researchers during last decade. In this paper, a new metaheuristic algorithm entitled intelligent water drops (IWD) is adapted for solving a generalized kind of order scheduling problem where rejection of received orders is allowed with a penalty cost. At the beginning of production period, a set of orders are received by manufacturer. Due to capacity limit, the manufacturer can only process a subset of orders and has to decide to reject some of undesirable orders. The accepted orders are proceed to be scheduled by a set of identical parallel processors in shop floor. The objective is to select the best set of orders with high contribution in manufacturer's benefit and then find the appropriate schedule of accepted orders minimizing the number of tardy orders. To effectively solve the suggested problem, the Lexicographic utility function is customized to address different objectives and then an IWD algorithm, which is based on the process of the natural rivers and the interactions among water drops in a river, is devised. To further enhance the performance of basic IWD, an Iterated Local Search (ILS) heuristic is also incorporated into the main algorithm. To demonstrate the applicability of suggested problem and also show the effectiveness of enhanced IWD with ILS, a real-world application in commercial printing industry is presented and the performance of algorithm is compared with traditional algorithms like GA, DE and ACO.     

River detection algorithm in SAR images based on edge extraction and ridge tracing techniques

This article presents a novel river detection algorithm in synthetic aperture radar (SAR) images. It is based on edge extraction in the wavelet domain followed by ridge tracing to merge the water region. The edge detection is approached by direct spatial correlation of wavelet transform data at several adjacent scales. For the ridge tracing algorithm, the concept used in fingerprint identification is introduced to complete riverbank linking and connecting based on a greyscale image. This improvement avoids the disadvantages of the widely used snake model in coastline connection. As indicated by the river detection results from the real SAR images, our river detection algorithm is efficient and robust in detecting the river in complicated suburb and nature water areas.     

基于笛卡尔切割单元法的复杂河道地理信息系统环评可视化

复杂河道中污染物扩散计算及其在地理信息系统(GIS)上的可视化,对于地表水环境影响评价(EIA)具有非常重要的意义,但在网格生成、污染物计算模型及计算结果可视化方面存在着诸多困难。针对点源岸边排放河流污染物计算及基于GIS可视化中的难点问题,提出了基于切割单元法的地面水环境影响评价可视化方法。将切割单元法应用于网格剖分,通过切割单元交点追踪算法及河道轮廓线内背景网格筛取算法,生成了复杂河道笛卡尔网格。提出了基于污染物二维稳态衰减模式的网格自适应加密与稀疏算法,在非结构化笛卡尔网格基础上采用了基于河流几何信息判断的点源岸边排放河流污染预测算法与区域填充算法,实现了环境影响评价计算结果的可视化显示。通过一个河流污染环境影响评价可视化的实例,验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于小波分析的河道主溜线遥感检测研究

河道主溜是河势的关键要素,是防洪决策需要及时掌握的重要信息,遥感则是快速获取河道主溜的重要途径。根据对现实河道水流中主溜表象的实际观测,分析了河道横断面上主溜区域与非主溜区域表象特征,提出了基于小波多尺度峰值分析的河道主溜检测算法,并利用黄河下游河道TM遥感影像进行了主溜检测实验,以人工查勘主溜线为真值,对检测结果进行了精度评价,验证了该算法对检测河道主溜的有效性。     

空间相似查询中MBR边界区域关系研究

相似查询是基于向量空间的一种重要查询方法。点、线段、区域是向量空间对空间对象的三种基本表达。本文在不改变结点MBR区域前提下,通过区域扫描对MBR区域重叠面积进行计算。利用R*树结点MBR允许重叠的特性,在不能消除区域重叠产生的死空间情况下,研究了更为精确的MBR边界的线段关系,并给出线段的最近邻查询算法和相似线段选取算法。实验结果表明该方法的CPU计算代价较低且显著提高了相似查询与更新的效率。     

基于SOA的智慧河道水质监测预警平台设计及应用

针对传统河道管理体系中水文站点分布多、散、面广,水质样本采集方式耗时耗力,各部门间"信息孤岛"等问题,设计基于SOA的智慧河道水质监测预警平台.使用LPWAN技术,构建低功耗、远距离水质数据在线采集系统,通过SOA架构实现多源异构数据接入;通过PSO-BP算法及AR算法对采集到的数据进行水质分析和预测.平台实现了"云管...     

Optimal location of sampling points for river pollution control

Common methods of controlling river pollution include establishing water pollution monitoring stations located along the length of the river. The point where each station is located (sampling point) is of crucial importance and, obviously, depends on the reasons for the sample. Collecting data about pollution at selected points along the river is not the only objective; must also be extrapolated to know the characteristics of the pollution in the entire river. In this work we will deal with the optimal location of sampling points. A mathematical formulation for this problem as well as an efficient algorithm to solve it will be given. Finally, in last sections, we will present numerical results obtained by using this algorithm when applied to a realistic situation in a river mouth.     

河道水质监测系统设计

河道通过水闸而形成类似于内湖等的闸控河道,为了充分发挥水闸和河道的运行效益,同时利用闸门调度控制该河道水位水质的变化,实现水环境的优化,设计一种基于物联网的水环境监测系统。系统由水环境监测子系统、闸门调度子系统、系统管理平台和支撑层组成。采取定时轮循检测,并将所得数据导入数据中心。闸门调度系统从数据中心导出数据,通过计算得到调度方案。