采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置

摘要：

针对船舶管路设计中的路径寻优问题,提出了一种采用A星-遗传算法的船舶管路智能布置方法.首先,建立了船舶管路布置空间模型,包括网格单元模型、管路简化模型、设备障碍物模型和约束规则模型.其次,对传统遗传算法进行了优化设计,在种群初始化阶段,加入障碍物判定函数替换以往其他研究采用的罚函数;在交叉和变异过程,引入A星算法生成子路径;引入父子比较环节,每经过交叉、变异一次,便比较一次父代与子代的适应度值;在选择操作中,对传统的轮盘赌方法进行改进,引进个体的相似度比例,个体的被选择概率由相似度比例和适应度值共同决定.最后,对所提优化A星-遗传算法和粒子群、A星、迷宫-遗传算法进行了仿真对比实验.结果表明:A星-遗传算法在管路的长度、拐角数、能量值、适应度值、最优解次数和平均收敛代数等6项指标上均得到了最优值;与同为混合算法的迷宫-遗传算法相比,优化A星-遗传算法在两个案例中的最优解次数分别增加了 44.4％、100％,平均求解时间分别减少了 57.6％、58.1％,平均收敛代数分别减少了 36.9％、44.1％.A星-遗传算法在保证管路布置质量的同时,有效提高了寻优效率,其对于船舶管路智能布置的适配性和优越性得到了验证,对提高船舶产业生产力具有一定的意义.

关键词：船舶管路、智能布置、优化设计、A星-遗传算法

所属期刊栏目：57

分类号：TP181;TP39(自动化基础理论)

资助基金：热能动力技术国家重点实验室开放基金资助项目TPL2020B03

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：172-180