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船舶管系就像人身體裡的血管，有了它，才能使船上各系統的功能得以正常連接和發揮作用，它是船舶設計中重要的設計內容之一。管路佈局設計類似于三維空間內的機器人路徑尋優，從理論上講屬組合優化NP-hard問題，傳統優化算法很難在確定的時間內取得滿意的優化效果。《管路佈局優化方法及應用》在總結前人研究的基礎上，立足於三維空間，從當前最先進的智能優化應用遺傳算法、退火遺傳算法、蟻群算法、模糊理論、協同進化方法和專家系統方法入手，詳細研究了船舶管路的佈局優化方法。《管路佈局優化方法及應用》可供從事船舶設計和研究的工程技術人員參考，也可供相關專業的教師、研究生閱讀。
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《管路布局優化方法及應用》可供從事船舶設計和研究的工程技術人員參考，也可供相關專業的教師、研究生閱讀。
目次
1緒論1.1船舶管路佈局設計概述1.2管路佈局優化設計國內外研究概況1.2.1迷宮法1.2.2逃逸法1.2.3網絡優化算法1.2.4Zhu算法1.2.5遺傳算法1.2.6專家系統和模糊集理論1.2.7單元生成法1.3國內船舶管路佈局設計現狀2基於遺傳算法的船舶管路佈局優化研究2.1遺傳算法2.1.1生物進化及遺傳算法的產生和發展2.1.2遺傳算法的基本思想和體系結構2.1.3遺傳算法的計算步驟和基本流程2.1.4遺傳算法的主要特點2.1.5遺傳算法在管路佈置相關領域中的應用2.2應用於船舶管路三維佈局優化的遺傳算法2.2.1算法操作與關鍵參數設計2.2.2計算仿真2.3改進的遺傳算法2.3.1遺傳算法的局限性2.3.2自適應遺傳算法2.3.3模擬退火遺傳算法2.4自適應退火遺傳算法的船舶管路佈局優化方法2.4.1算法改進措施2.4.2算法計算步驟2.4.3仿真實驗3蟻群管路敷設系統及其參數的敏感性分析3.1蟻群優化算法3.1.1螞蟻的覓食行為3.1.2蟻群算法的產生及其研究進展3.1.3基本蟻群優化算法及其改進算法3.1.4一般蟻群算法的組織結構3.1.5蟻群算法的應用3.2基於全域信息素迭代更新的蟻群管路敷設系統3.2.1算法構成及實現3.2.2仿真計算一3.2.3仿真計算二3.3迭代更新蟻群管路敷設系統參數的敏感性分析3.3.1局部信息素殘留係數γ對算法性能的影響3.3.2全域信息素殘留係數p對算法性能的影響3.3.3信息素權重α和啟發式信息權重β對算法性能的影響3.3.4蟻群總數m對算法性能的影響3.3.5結論4模糊集合理論在管路佈局中的應用4.1模糊子集和隸屬函數……5多管路並行敷設的多蟻群協同進化算法6船舶管路佈置設計專家系統模型參考文獻
書摘/試閱
4模糊集合理論在管路
布局中的應用
不確定性是客觀世界中廣泛存在的一種現象，隨著人們對實際問題研究的不斷深入，特別是在人工智能方面，認識到：客觀事物的不確定性并不唯一地表現為隨機性，模糊性也是普遍存在的不確定現象，由此，隨著人們對客觀實際認識的發展模糊數學應運而生。l965年美國控制論專家L A.Zadeh在雜志Information and Control上發表的著名論文（
在管路布局中，有些目標或約束條件很容易被轉化成數學函數，并在優化程序中直接應用；而另外一些描述性的模糊目標或約束條件卻難以直接轉化成可在程序中應用的數學函數。例如：布局空間中心部位應保留盡可能大的操作維修空間，對這個約束條件“盡可能大”，若用人來設計很容易理解；但是若把它表示成確切的數學函數并在優化程序中由計算機直接使用卻很困難。為此，針對管路布局中的含有“大小”、“遠近”、“頻繁與不頻繁”等這類模糊概念的模糊約束，必須考慮應用模糊集理論，才能使問題的解決更符合實際，也更精確。本章簡要介紹了模糊集理論，分析了存在于船舶管路布局中的幾個較為明顯的模糊問題，并基于蟻群管路敷設系統對能量函數進行模糊處理，仿真實驗顯示效果良好。
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