虚拟机舱管路布局算法优化设计

发布时间：2021-09-18 10:42

　　针对当前船舶管路布局设计主要依靠经验丰富的设计人员手动敷设完成这一问题,为提高管路自动化布局效率,提出一种基于改进遗传算法的三维空间管路设计方法,以辅助设计者完成管路布局工作。通过在经典遗传算法的整体框架中引入免疫选择机制,增加免疫检测算子和免疫平衡算子,改进遗传算法仅依靠适应度值选择后代个体易造成算法陷入局部最优解的不足,维护了种群多样性,提高了算法运行效率。以船舶机舱为对象建立虚拟机舱仿真环境,采用栅格法对布局空间进行划分,以十进制浮点数编码方式进行算法编码设计。MATLAB仿真结果验证了改进遗传算法在管路布局优化设计问题上的可行性和搜索效率,采用C#语言编写脚本控制程序,在Unity3D虚拟机舱环境中实现了管路路径的布局设计。 

【文章来源】：船舶工程. 2019,41(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
0 引言
1 机舱管路布局环境建模
    1.1 虚拟机舱布局空间描述
    1.2 管路布局问题描述
    1.3 能量值描述
    1.4 数学模型建立
2 改进遗传算法
    2.1 免疫检测算子
    2.2 免疫平衡算子
        2.2.1 个体浓度计算
        2.2.2 个体选择概率计算
    2.3 碰撞检测机制
3 基于改进遗传算法的管路布局问题求解过程
    3.1 管路布局问题编码
    3.2 种群初始化
    3.3 遗传操作
        3.3.1 交叉算子
        3.3.2 变异算子
    3.4 个体适应度计算
    3.5 免疫选择
4 试验与分析
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于萤火虫算法的管路系统布局序列优化技术[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(08)
[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]船舶布管系统的结构设计及自动化算法[J]. 董宗然,林焰.  计算机集成制造系统. 2016(03)
[5]船舶管路智能布局优化设计[J]. 王运龙,王晨,韩洋,林焰.  上海交通大学学报. 2015(04)
[6]基于人机结合遗传算法的船舶管路三维布局优化设计[J]. 王运龙,王晨,彭飞,金朝光,林焰,纪卓尚.  中国造船. 2015(01)
[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)



本文编号：3399992