《粒子群优化算法改进研究及其在码头调度中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粒子群优化算法改进研究及其在码头调度中的应用（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 I l ，： r 一 分类号 U D C 密级 学校代码 至Q 垒皇Z 劣层理歹大署 学位论文 题F I整王登垡垡簋送煞垫盟塞盈甚奎塑去塑廛主鲍廛旦 英文 R e s e a r c hO i l i m p r o v e dP S Oa n dit sA p p li C a ti o no n 、 ，1 - _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ - 。_ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _
2、_ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ - - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ 一 题目Q 旦! 垒i 望曼! ! 曼! 堡i 望垒! 曼堡b 曼垦旦! i 望g 研究生姓名銎睦盘 姓名奎塞缝职称熬撞学位谴 指导教师 单位名称堑速墨猩堂堕邮编单位名称堑速墨猩堂堕邮编 申请学位级别 论文提交日期
3、 硕士 20 11 5 4 3 0 0 6 3 论文答辩日期 20 11 5 2 0 1 1 年5 月 ?要羞疆委雪馐翌滢攀謦鎏嚣蒲，堂纛鬻灞翟凋F一。，一，0；+1_葶?r卜，11。 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签名：魈日期：趁：竖：主立 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保
4、留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位 论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认 可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会 公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：錾妞师( 签名 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 智能算法是一种受自然界中的自然现象或者生物体自身或群体间特性的各 种原理和机理而提出具有自适应、自我繁殖和进化能力的计算方法。智能算法 具有并行、简
5、易和鲁棒性强等特点，许多学者对此类方法进行了研究和分析， 同时也提出了多种改进算法。“没有免费午餐”的计算定理虽然指出没有兼顾计 算性能和时间复杂性的算法，但是众多学者的研究表明现在的算法仍然存在很 大提升空间，因此如何提高智能算法性能和扩大其应用领域是现在优化算法研 究中的重要内容。 本文的主要研究内容和成果如下： ( 1 ) 对粒子群优化算法的研究进行了文献综述，介绍了基本算法的机理、 实现方式和问题求解流程，而后对算法的多种改进方式和策略进行了分类介绍， 包括基于形式的改进、粒子状态的控制、领域拓扑结构的研究及离散版本的形 式。 ( 2 ) 以种群的拓扑结构重建为主要内容，从增加种群多样
6、性和信息交流能 力为目的，结合K - m e a n s 聚类算法和R i n g 型拓扑结构的特点，提出一种动态的 拓扑结构的改进算法( B a s e do nK - m e a n sc l u s t e r i n gm e t h o dP S O ，K P S O ) 。在粒 子信息交流中，提出两种位置和速度更新方式，并通过B e n c h m a r k 函数测试比 较了K P S O 算法与经典P S O 的多项性能。在改进框架上，对K P S O 重要参数聚 类数K 和种群规模的选择进行了组合实验测试。 ( 3 ) 在K P S O 的基础上，提出根据形成的各簇在种群中所
7、处的搜索阶段对 粒子进行参数自适应调整的算法( A d a p t i v eP S Ob a s e d o nC l u s t e r i n g 诵t h M u l t i - c l u s t e r sa n dH e t e r o g e n e i t y ，A P S O C ) ，并从理论上对该算法的收敛性进行 了分析和证明。采用标准B e n c h m a r k 测试函数，将A P S O C 算法与基本P S O 、 K P S O 在种群分布度、寻解能力、收敛性以及参数敏感性等方面进行了实验比较。 ( 4 ) 以船舶靠泊位置最优和在港时间最短为优化目标，在连
8、续泊位划分模 式下，同时考虑了泊位分配和岸桥分配问题，提出了针对船舶靠泊时泊位和岸 桥分配策略和对于在港船舶进行岸桥分配的策略，并运用本文提出的改进算法 对问题进行了求解。 关键字：智能优化；粒子群优化算法；连续泊位；岸桥 一 墓坚里三奎堂堡主堂垡笙壅 一 _ _ _ _ _ 一 A b s t r a c t I n t e l l i g e n ta l g o r i t h mi sa k i n do fc a l c u l a t i o nm e t h o dw h i c hh a st h ec h a r a c t e r i s t i c s o fs e l
9、f - a d a p t a t i o n , s e l f - r e p l i c a t i o na n dt h ec a p a b i l i t yo fe v o l u t i o n A n di t i si n s p i r e d 舶mt h en a t u r a lp h e n o m e n o no rt h ep r i n c i p l e sa n dm e c h a n i s m o ft h eb i o l o g yi t s e l fo r g r o u p si nN a t u r e I th a st h ec
10、 h a r a c t e r i s t i c so fp a r a l l e l ，s i m p l ea n dr o b u s t n e s s ，m a n y s c h o l 卸r sh a v er e s e a r c h e da n da n a l y z e di ta n dh a v ea l s op u tf o r w a r d v a r i o u si m p r o v e d a l g o r i t h m t N oF r e eL u n c h t h e o r e mp o i n t so u tt h a tt
11、 h e r ei sn oa l g o r i t h mw i t hb o t h c o m p u t i n gp e r f o r m a n c e a n dt i m ec o m p l e x i t ya l g o r i t h m ，b u tm a n y s c h o l a r s I - e s e 铷- c h e ss h o wt h a tt h e r ei s s t i l lm u c hr o o mt oi m p r o v et h ea l g o r i t h m T h e r e f o r e ， h o wt
12、oi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fa l g o r i t h ma n de n l a r g et h ef i e l do f t h ea p p l i c a t i o n i sa ni m p o r t a n tc o n t e n to fm o d e mo p t i m i z i n ga l g o r i t h m T h em a j o rc o n t r i b u t i o n sa n d r e s e a r c ha c h i e v e m e n t so ft h i
13、st h e s i si n c l u d e ： ( 1 ) Al i t e r a t u r er e v i e wf o rP a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o na l g o r i t h mr e s e a r c hi s m a d e F i r s t l y , t h eb a s i cm e c h a n i s m o ft h ea l g o r i t h m ，i m p l e m e n t a t i o na n dp r o c e s s e so f s o l V 证gp
14、 r o b l e mi si n t r o d u c e d ，a n dt h e nav a r i e t yo fa l g o r i t h m s t oi m p r o v et h e c l a S s i f i c a t i o nm e t l l o d sa n ds t r a t e g i e s a r e i n t r o d u c e d ， i n c l u d i n gt h e f o r mo f i m p r o v e m e n t ， c o n t r o lo ft h ep a r t i c l e s ，
15、t h et o p o l o g ya n dd i s c r e t ev e r s i o n s ( 2 ) I no r d c rt oi m p r o v et h ed i v e r s i t yo f t h es w a r ma n da b i l i t yt oc o m m u n i c a t i o n o fp a r t i c I e S ， a ni m p r o v e dp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o nw i t hd y n a m i ct o p o l o g y
16、 s n u c 眦i sp r o p o s e db yu s i n gk - m e a n sc l u s t e r i n gm e t h o da n dR i n gs t r u c t u r e ( K P S O ) F o rc o I n m u I l i c a t i o nt w ok i n d so fp a t t e r n so fu p d a t i n gp o s i t i o na n ds p e e do fe v e r y p a r t i c l e 棚- cg i v e n T h r o u g ht h et e s t so fB e n c h m a r kF u n c t i o n s ，t h ep e r f o r m a n c eo
