遗传进化算法搜索斜坡最小安全系数的研究

介绍了斜坡滑裂面搜索问题和遗传进化算法，并试用遗传进化算法从斜坡任意形状滑裂面组合中搜索最有可能的滑裂面，也就是安全系数最小的滑裂面．作为实例，分析了遗传进化算法在天生桥二级电站首部枢纽进水口右岸滑坡案例中的应用．分析结果表明，在搜索斜坡滑裂面问题上遗传进化算法较其它搜索算法具有准确性和可靠性的优势．     

遗传进化算法在船舶初步设计中的应用

在船舶初步设计中,船体主尺度的选择将影响船舶寿命期内的使用性和经济性,问题的研究可归结为多目标非线性规则,在探讨遗传算法（ＧＡ）机理的基础上,提出了优化设计方法－－遗传进化算法（ＧＥＡ）,解决了ＧＡ中品质计算模块的重复调用和子代品质波动的问题,提高了优化算法中寻求全局最优解的效率。文中将ＧＥＡ应用于２３．６万ｔ巨型油船的主尺度优选,同时给出应用正交优化设计方法的优化结果,应用结果表明：ＧＥＡ是一种     

遗传退火进化算法在背包问题中的应用

从增强算法收敛性和减少参数依赖性的角度出发，提出应用遗传退火进化算法求解背包问题，遗传退火进化算法结合了遗传算法和模拟退火算法的优点，并有效地克服了各自的弱点，使其在优化性能、优化效率和可靠性方面具有明显的优越性．阐明了用该算法求解背包问题的具体实现过程，并通过实际数值计算和结果比较表明，该算法优于遗传算法和模拟退火算法．     

负荷建模和参数辨识的遗传进化算法

提出了一种用于电力系统负荷建模和参数辨识的遗传进化算法,该方法与传统的最小二乘法相比具有全局搜索优化特点,适用于非线性、不连续或微分不连续的各种负荷模型.该方法已成功用于工业负荷实测数据辨识及动态和静态负荷建模.在静态负荷建模上,辨识结果略优于传统的最小二乘法,且通用性更好,只需做极小的修改就可以用于各种形式的静态负荷模型.在动态负荷建模上算法不仅给出了更优秀的结果,而且表现出很好的稳健性.结果表明此方法在负荷建模中的优势.     

最小权三角划分的进化算法

提出了一种解决平面点集最小权三角划分的新方法——最小权三角划分进化算法。针对平面点集最小权三角划分问题的特点，提出了新的交叉算子和变异算子，即多边形交叉算子与三角形变异算子。从而保证了经交叉与变异操作后得到的后代仍为合理的三角划分，加快了算法的收敛速度。研究了进化算法的几个主要参数（如：解群规模、交叉概率、变异概率及自适应系数）对算法性能及收敛性的影响，并给出了影响曲线。计算结果表明，新算法能得到比贪心算法更优的结果。     

求解边坡最小安全系数的混合文化基因算法

基于瑞典圆弧法的数学模型,提出一种有效用于求解边坡稳定最小安全系数的混合文化基因算法.该算法结合了遗传算法优秀的全局搜索能力与低温状态下模拟退火算法的快速局部收敛特性,使算法在全局搜索和局部搜索之间达到较好平衡.通过典型工程实例分析,验证了该混合文化基因算法在搜索边坡最小安全系数及其所对应的最危险滑动面位置的有效性.     

引入和声策略的果蝇算法求解边坡最小安全系数

为了提高边坡稳定分析的效率,基于基本果蝇算法,通过引入和声策略,构建混合优化搜索算法,提出改进的果蝇算法;针对边坡短期稳定性问题,考虑边坡土体材料在垂直方向的变异特性,研究果蝇个数、最大飞行距离对基本果蝇算法搜索效率的影响.结果表明:基本果蝇算法和改进的果蝇算法中果蝇个数对计算结果影响较大,建议果蝇个数取为大于50;最...     

增加搜索能力的多目标进化算法

提出了一种增加搜索能力的多目标进化算法.该算法是针对如何收敛到真正的Pareto最优集进行处理的.在自适应变异步长进化策略的基础上,引入变异率的概念,使得该算法在进化前能进行全局搜索,而在进化后期进行局部调节,使得算法能够快速的收敛到真正的Pareto最优集.仿真实验表明该算法的有效性.     

增加搜索能力的多目标进化算法

提出了一种增加搜索能力的多目标进化算法。该算法是针对如何收敛到真正的Pareto最优集进行处理的。在自适应变异步长进化策略的基础上,引入变异率的概念,使得该算法在进化前能进行全局搜索,而在进化后期进行局部调节,使得算法能够快速的收敛到真正的Pareto最优集。仿真实验表明该算法的有效性。     

动态随机选择的差分进化算法研究

如何有效地均衡可行区域与不可行区域的搜索是约束优化中的关键问题。为使进化算法获得可行的全局最优解,分析了在进化过程中如何对待好的不可行解的问题,通过分析随机排序中比较概率对可行解最终位置的影响,提出一种动态随机选择策略,并以多个体差分进化为框架实现了相应算法。实验对比分析结果说明了这一策略的有效性。     

对边坡工程安全系数的思考

长期以来,安全系数在边坡工程稳定性分析中占有重要地位,随着工程实践的增多,边坡工程所遇到的问题也越趋复杂,以及有关理论和技术不断发展和人们的认识能力不断提高,人们逐渐认识到安全系数作为边坡稳定性评价指标的局限性.可靠性理论的兴起和发展,为边坡工程提供了更合理、更可靠的评价方法.本文从理论上对安全系数的局限性作了评述,指出以安全系数评价边坡的缺陷及其后果.并就边坡安全度及其方法、应用现状进行了初步分析,以期对建立边坡安全度评价体制有所裨益.     

基于RS-GP模型的边坡安全系数预测

鉴于边坡系统影响因素之间的高度非线性和不确定性,融合RS-GP模型的优势,提出了依据边坡稳定性影响因素类比计算边坡安全系数的方法.该方法通过学习样本的数据特征分析、计算属性的重要性及约简规则,降低了遗传规划预测模型的结构规模.人工神经网络(ANN)模型与RS-GP模型计算结果比较表明:该方法具有计算速度快、容错能力强及精度高等特点.     

边坡稳定安全系数及其与土性参数及失效概率关系研究

借助土性参数,对边坡稳定性分析两大评价体系(安全系数法与可靠指标法)的联系及差异性进行了对比分析.对于简单均质土坡的圆弧形滑裂面,利用积分思想推导了有、无被动土体两种情况下安全系数的精确解析表达式.其中,视被动土体的贡献为减少滑动力矩,采用分段圆弧法推导.以该解析式为基础,利用土体粘聚力与容重的比值将这两个变量归一为变量Hc,以纯黏性土、均质边坡不同坡角时的确定性模型为对象,深入研究了不同的确定性模型情况下,Hc的概率分布类型、均值变化与边坡稳定安全系数的关系及变异特征对边坡失效概率和可靠指标的影响作用等.结果表明:土性参数变异性较强时,安全系数法作为一种定值方法,可能会做出严重背离实际的评判,而可靠指标法则更为科学合理;Hc为正态分布或对数正态分布时,其平均值及变异系数的不同取值会对失效概率(及可靠指标)的计算值以及失效概率(及可靠指标)与安全系数关系曲线中的交汇点位置产生明显的影响.     

基于H-B准则点安全系数的岩质边坡锚索锚固长度优化

锚索锚固是岩质边坡常见的锚固手段,合理确定锚索长度对边坡支护设计至关重要。基于Hoek-Brown准则的点安全系数法,对锚索锚固长度的优化确定进行研究。以均质边坡为例,采用FLAC3D内嵌fish语言计算得到边坡内部的点安全系数分布图,据此判断边坡稳定区和非稳定区。再分别假设点安全系数0.85、0.9、0.95、1等值线为潜在滑动面,在此基础上提出4种不同自由段长度的锚固方案,根据各方案下的点安全系数云图讨论锚固效果及边坡稳定性情况,从而确定最佳的自由段长度。结果表明,以点安全系数等于0.95的等值线为潜在滑动面确定锚固长度的方案最优。并以石柱县西沱镇马尿溪桥一侧高边坡某剖面为例,运用该方法对其支护设计方案中锚索长度进行优化,证明了该优化方法的可行性。     

旋转对称边坡三维安全系数显式解

为使三维边坡稳定性计算便于工程应用,采用滑面正应力修正方式,不需考虑条柱间作用力具体分布形式,推导出旋转对称边坡三维安全系数极限平衡显式解。根据简单的平衡条件,假设三维滑面正应力的初始分布,再乘以待定的修正系数;根据三维旋转对称滑体的垂直力平衡与对旋转轴力矩平衡的条件,推导出关于安全系数的2次代数方程;最终直接解出三维安全系数。算例表明,三维安全系数显式解结果与解析解完全一致,与复杂的条柱法计算结果比较接近,可以在边坡工程中推广应用。     

开挖过程中边坡稳定性研究及两种安全系数之间的转化

为了研究边坡在开挖过程中的安全状况,以及有限元强度折减法和极限平衡法所求得的安全系数之间的关系,分别采用有限元软件ANSYS和极限平衡软件Slope／W对开挖过程各个阶段边坡的稳定性进行了计算分析．通过研究两种方法所采用的屈服准则的内在联系,找到了这两种方法所求得安全系数的转化方法,并对利用两种方法求出的边坡安全系数进行了对比分析．研究结果表明,在开挖过程中,边坡的安全系数会出现先增大后减小的现象;在平面应变条件下,采用平面应变莫尔一库仑匹配DP5准则求出的边坡安全系数,与传统极限平衡法求出的边坡安全系数最接近,误差小于8％．     

运用神经网络估算黄土边坡的安全系数

应用人工神经网络BP模型的非线性动力学、自学习和实时处理等特性,以黄土边坡实例作为输入样本,建立神经网络BP模型,并以安全系数作为输出值,估算黄土边坡稳定性的安全系数.通过试验数据对比,所得安全系数误差在6%以内,表明该计算方法可用于边坡稳定性分析.     

遗传算法与蚁群算法的融合研究

遗传算法具有快速全局搜索能力,但对于系统中的反馈信息却没有利用,往往导致无为的冗余迭代,求解效率不高.而蚁群算法是通过信息素的累积和更新来收敛于最优路径,具有分布、并行、全局收敛能力,但是搜索初期信息素匮乏,导致算法速度慢.通过将两种算法进行融合,克服两种算法各自的缺陷,优势互补,形成一种时间效率和求解效率都比较好的启发式算法.并通过仿真计算,表明融合算法的性能优于遗传算法和蚁群算法.