基于细菌觅食算法的改进及应用研究

发布时间：2019-10-13 11:06

【摘要】：公交调度的科学化、智能化、无纸化将会提高公交调度的效率,降低成本,让乘客能够得到更好的服务。公交调度的排班计划是研究的重中之重。因为排班计划关系到公司和乘客双方的利益,是公交调度当中的一个重要的组成部分。本文根据实际情况建立一个公交调度问题的数学模型,并通过改进的细菌觅食算法解决了这个问题,得到了满意解,并且优于标准的细菌觅食算法。首先介绍了细菌觅食算法的相关内容,包括该算法的分类、理论研究、目前应用领域和发展趋势等;接着介绍了基于区域性的公交调度问题的相关概念、数学模型、约束条件,同时介绍了各类智能算法在该问题中的应用,分析了现有的研究成果。本文将细菌觅食算法与正交试验进行融合,提出了一种新的用于解决全局最优化问题的参数设置方法。首先对细菌觅食算法中的各个参数进行列举并根据各个参数对算法收敛速度以及效率的影响进行选取;其次,选用正交试验的方法对参数进行组合测试,根据正交表的内容依次进行多次试验并记录实验数据,选取最适参数组合。最后,通过选取测试函数并对其使用以上参数组合进行测试,最终获取全局最优化问题符合条件的最优解。实验数据表明该混合方法在解决此类问题具有一定的有效性,但在最有效参数的选取过程中需要大量试验,人为计算量较大,还要在后续研究中加强改进。在参数设置的算法基础上,提出引入差分的概念对细菌觅食算法改进,并将其应用于公交调度问题的解决,本文对该问题进行分割、模型建立、算法设计及步骤分析、以及最终的试验结果分析等操作。最终结果证明改进后的细菌觅食优化算法在解决优化公交系统问题上能够较快找到更好的解,存在较高应用价值。
【图文】：

f1f4图3.1 基于测试函数的细菌觅食算法收敛图Figure 3.1 The convergence graph based on the test function of the bacterial foraging为了更清楚给出函数的寻优进化曲线，只选取单峰函数f1和多峰函数f4进行说明。图的纵轴取了平均最适应值，横轴取繁殖代数。从图中可以看出正确的参数设置获得了好的最优值，有较快的收敛速度，进程比较稳定显然如上图表都表现出了适宜的参数选择有利增加细菌觅食算子搜寻功能的发挥优势，但是这里的改进也有参数个数多，设计试验工作繁琐的弊端。并且没有给出明确的算法来统一给出参数组合，仍依赖人工的选取和结果分析。有关细菌觅食技术求解函数最值的全局最优化问题，仍要求对各个步骤进行优化，和别的算法进行组合，

江苏科技大学工学硕士学位论文32图4.1 求解公交车调度问题的差分进化细菌觅食算法流程图Fig4.1 foraging algorithm for bus scheduling problem4.3 本章小结本章通过对公交区域调度中遇到的困难为背景，对目前公交分配途径进行了研究，，以此为探究了公交区域分配的应用。它以降低呆板的单一线路模式隐藏的人少车多、缺乏人多车少的问题为最终目的，如果采用道路共享的多线路机制，同时也实现资源整合分配以及运力合理使用的目标。本章主要为解决的问题提供理论基础，而在下一章内容则主要介绍如何利用细菌觅食算法来解决多条线路的发车时刻、行车计划制定的优化问题。通过对公交调度问题的详细分析研究,以及对前人所做研究的参考，建立
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.17;TP18

【参考文献】

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本文编号：2548629