基于遺傳算法的船舶智能布局設計方法研究.pdf

1、船舶布局設計是指在給定的船舶艙室空間中，布置家具設備或管路電纜等物品，使得在滿足物品使用功能特性的同時，提高艙室利用率的設計。船舶布局設計是船舶設計的一項重要內(nèi)容，并且又具有反復修改，逐步完善的設計特點。根據(jù)研究對象的不同，可將船舶布局設計分為兩大類:第一類是船舶家具設備類的布局設計問題，第二類是船舶管路電纜類的布局設計問題。本文分別從這兩方面來探討船舶智能布局設計方法。
　　論文針對船員起居艙室的家具布局設計問題，探討了解決第一

2、類船舶布局設計問題的方法。論文在總結(jié)起居艙室家具布局設計的特點以及相關設計規(guī)范和經(jīng)驗的基礎上，建立船舶起居艙室家居布局設計問題的數(shù)學模型，利用能量法對布局設計方案進行評價，利用小生境改進遺傳算法求解獲得可行布局設計方案，最后通過所建立的艙室有效活動空間利用率的大小比較各方案優(yōu)劣，選出最優(yōu)布局設計方案。
　　針對船舶管路布局設計問題，探討求解第二類船舶布局設計問題的方法。論文在總結(jié)船舶管路布局設計的特點以及相關設計規(guī)范和經(jīng)驗的基礎上

3、，建立了包括布局空間模型、障礙物模型、管路模型和布局優(yōu)劣區(qū)域模型的船舶管路布局環(huán)境模型;結(jié)合船舶管路布局特點，對管路的智能布局方向指導機制進行了研究，提出了方向參數(shù)設置的參考和建議。在建立環(huán)境模型和方向指導機制的基礎上，運用改進遺傳算法對船舶管路進行了布局優(yōu)化設計，通過數(shù)值仿真實驗驗證了方法的可行性和有效性。同時，針對船舶管路布局優(yōu)化問題屬于帶性能約束的組合優(yōu)化問題，存在計算復雜性、工程復雜性和工程實用化復雜性三重求解難度，單純采用計算

4、機很難進行有效求解問題，提出基于人機合作，發(fā)揮人機各自特長，將人工個體（人工解）與算法個體（算法解）在改進遺傳算法基因?qū)用孢M行結(jié)合的船舶管路三維布局優(yōu)化設計方法。該方法一方面可以發(fā)揮計算機的計算優(yōu)勢，另一方面也充分利用了設計者的設計經(jīng)驗，在一定程度上緩解了所求解問題的計算復雜性和工程復雜性，同時有效地引導算法進行搜索，得到滿足工程要求的穩(wěn)定解。最后通過數(shù)值仿真實驗驗證，證明了方法的可行性和有效性。
　　研究的船舶智能布局設計方法通