船舶三维管路智能布局优化算法

发布时间：2021-07-13 14:50

　　针对船舶在三维环境下管路布局约束多,工程规则难以量化,难以确定合适的优化评价函数等问题,提出一种新的船舶管路自动布局方法。首先,采用轴平行包围盒法（AABB）对船体和船内设备进行简化,将其离散成空间节点并赋予初始信息素和能量值,对空间障碍物进行标记,并对主要的敷管规则给出了具体的量化形式;其次,将快速扩展随机树（RRT）算法和蚁群优化（ACO）算法进行结合,引入方向选择策略、避障策略和变步长策略,提升了算法搜索效率和成功率,通过建立优化评价函数,利用ACO对路径进行循环迭代优化,以期得到满足工程规则的综合最优解;最后,采用计算机模拟的船舱空间布局环境进行管路自动敷设仿真实验,验证了所提方法的有效性和实用性。 

【文章来源】：计算机应用. 2020,40(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

管路布局空间

其中： 为可选方向节点信息素浓度的总和，pheromone(i)为每个方向上各节点的信息素浓度，根据概率Pi的大小来进行方向的选择，概率Pi较大的被优先选择。2.1.2 避障策略

第二步当新生成的节点不在障碍物内时，此时就需要判断新生成的节点的连线是否穿过障碍物，将节点连线进行栅格化离散，然后判断连线上的点是否在障碍物内：若不存在，则新生成节点满足要求，可加入随机树中；若存在节点在障碍物内，则认为新生成路径与障碍物发生干涉，此次生长失败，返回重新选择下一节点。2.1.3 变步长策略

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MOPSO的航空发动机分支管路多目标布局优化[J]. 柳强,毛莉.  机械工程学报. 2018(19)
[2]基于迷宫算法和遗传算法的船舶管路路径规划[J]. 隋海腾,牛文铁.  工程设计学报. 2016(02)
[3]基于改进A*算法的管路自动布局设计与优化方法[J]. 吴宏超,刘检华,唐承统,徐联杰,刘佳顺.  计算机集成制造系统. 2016(04)
[4]基于最短路径快速算法的船舶管路自动敷设方法[J]. 董宗然,林焰.  计算机集成制造系统. 2014(12)
[5]基于粒子群和蚁群算法的船舶机舱规划方法[J]. 姜文英,林焰,陈明,于雁云.  上海交通大学学报. 2014(04)
[6]多蚁群协进化的船舶多管路并行布局优化[J]. 范小宁,林焰,纪卓尚.  上海交通大学学报. 2009(02)
[7]船舶管路三维布局优化的变长度编码遗传算法[J]. 范小宁,林焰,纪卓尚.  中国造船. 2007(01)
[8]基于遗传算法的管路智能敷设应用研究[J]. 陈志英,樊江,蔡乓乓,王荣桥.  机械科学与技术. 2006(08)
[9]航空发动机外部管路自动敷设研究[J]. 樊江,马枚,杨晓光.  机械设计. 2003(07)

硕士论文
[1]基于改进RRT的智能车路径规划[D]. 朱旻华.南京理工大学 2018



本文编号：3282265