基于阶段结构捕食‑食饵模型的输送路径组合优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于阶段结构捕食‑食饵模型的输送路径组合优化方法，假设在一个生态系统中生长若干个动物种群，每个种群分为成年种群和幼年种群两个阶段类型；成年种群以一定的出生率产生其幼年种群，幼年种群经过一段时间后变为成年种群；种群之间的相互争夺生存资源对每个种群的影响就表现在对其特征的影响上；一个种群在所有种群中所占的比例越大，该种群的影响也就越大，该种群会将其影响传播给其他种群；优势和强势种群将其优质特征传播给其它种群；若一个种群不断受到其它种群的影响，其生长状态就会不断发生变化，利用这种变化和具有阶段结构的多种群捕食‑食饵系统模型能够快速确定输送路径组合优化问题的全局最优解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能优化算法，具体涉及一种基于阶段结构捕食-食饵模型的输送路径组合优化方法。
技术介绍
考虑输送路径组合优化模型的一般形式如下：minf(X) s . t . g i a ( X ) ≥ 0 , i a ∈ I h i b ( X ) = 0 , i b ∈ E X ∈ H ⋐ R n - - - ( 1 ) ]]>式中：(1)Rn是n维欧氏空间，n为该优化模型所包含的变量总数；(2)X＝(x1，x2，…，xm，xm+1，…，xn)是一个n维决策向量，其中，前m个变量x1，x2，…，xm是连续实数型变量，用来表示模型中涉及到的流量型参数；后n-m个变量xm+1，…，xn是0、1整数型变量，用来表示n个站点中的哪些站点可要成为一条最优输送路径中一些结点，即对于任意xj∈{xm+1，…，xn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于阶段结构捕食‑食饵模型的输送路径组合优化方法，简称TPO_MYPPSS方法，其特征在于：设要解决的输送路径组合优化模型为：min f(X)s.t.gia(X)≥0,ia∈Ihib(X)=0,ib∈EX∈H⋐Rn---(1)]]>式中：(1)Rn是n维欧氏空间，n为该优化模型所包含的变量总数；(2)X＝(x1，x2，…，xm，xm+1，…，xn)是一个n维决策向量，其中，前m个变量x1，x2，…，xm是连续实数型变量，用来表示模型中涉及到的流量型参数；后n‑m个变量xm+1，…，xn是0、1整数型变量，用来表示n个站点中的哪些站点可要成为一条最优输送路径中一些结点，即对于任意xj∈{xm+1，…，xn}，若xj＝1，则表示第j个站点被选中为该最优输送路径中的一个结点，若xj＝0，则表示第j个站点未被选中；(3)f(X)为目标函数，用来表示输送路径的总输送成本；(4)表示站点选择时所需满足的第ia个不等式约束条件；I为不等式约束条件编号的集合；(5)表示站点选择时所需满足的第ib个等式约束条件；E为等式约束条件编号的集合；(6)f(X)、的数学表达式没有限制条件；(7)H为搜索空间，又称解空间；(8)计算时，决策向量X也称为试探解；若试探解X不满足约束条件，则令f(X)＝+∞；所述TPO_MYPPSS方法，采用具有阶段结构的多种群捕食‑食饵系统动力学理论，假设在一个生态系统中生长若干个动物种群，每个种群分为两个阶段类型的种群，即成年种群和幼年种群；成年种群又称成体，幼年种群又称幼体；这些种群以相同的资源为食；成年种群以一定的出生率产生其幼年种群，幼年种群经过一段时间后变为成年种群；该生态系统中的种群之间的相互争夺生存资源对每个种群的影响就表现在对其成年种群和幼年种群的特征的影响上，而且这种影响是随时间随机变化的；一个种群在所有种群中所占的比例越大，该种群在该生态系统中的影响也就越大，该种群会将其影响传播给其他种群；一个种群的生长能力强弱程度采用PGI指数进行描述；一个种群的PGI指数越高，该种群生长能力越强，此类种群称为优势种群；优势种群会将其优势传播给其它种群；一个种群既具有较高的PGI指数，又具有较大的占比，该类种群称为强势种群；强势种群更会将其强势溢出给其它种群；若一个种群受到其它种群的影响，则这种影响会在其特征上体现出来；种群Piu的PGI指数计算方法为：式中，u表示种群的阶段类型，u＝M表示成年种群，u＝Y表示幼年种群；为阶段类型为u的种群Piu所对应的试探解；N为成年种群或幼年种群数目；i表示种群Piu编号；所述TPO_MYPPSS方法包括如下步骤：(S1)初始化：a)令时期t＝0；按表1初始化本方法中涉及到的所有参数；表1 参数的取值方法b)在搜索空间H随机选择N个成年种群所对应的试探解和N个幼年种群所对应的试探解c)在(0，1)内随机确定食饵的初始密度z(0)；d)在[0，1]内随机确定N个成年种群的初始密度：{w1(0)，w2(0)，…，wN(0)}；e)在[0，1]内随机确定N个幼年种群的初始密度：{y1(0)，y2(0)，…，yN(0)}；(S2)执行下列操作：(S3)令时期t从0到G，循环执行步骤(S4)～步骤(S30)，其中G为演化时期数；(S4)计算：rt＝Rand(r0，r1)，Kt＝Rand(K0，K1)，ht＝Rand(h0，h1)，bt＝Rand(b0，b1)；i＝1，2，…，N；s＝1，2，…，N；式中，rt，Kt，bt，ht，分别为参数r，K，ci，b，h，ks，di，ei，τi在时期t的取值；r表示食饵的产生率；K表示食饵的环境容量，K>0；ci表示种群Pi的成年种群PiM的生育率，ci>0；b表示食饵捕获率，b>0；h表示捕食者对食饵的平均处理时间，h>0；ks为捕食者种群Ps之间的干扰率常数，ks>0；di和ei分别表示种群Pi的成年种群PiM和幼年种群PiY的死亡率，di>0，ei>0；τi表示种群Pi的幼年种群PiY的成熟期长度，τi>0；r0和r1表示rt取值的下限和上限，且满足r0≥0，r1≥0，r0≤r1；K0和K1表示Kt取值的下限和上限，且满足K0≥0，K1≥0，K0≤K1；c0和c1表示取值的下限和上限，且满足c0≥0，c1≥0，c0≤c1；b0和b1表示bt取值的下限和上限，且满足b0≥0，b1≥0，b0≤b1；h0和h1表示ht取值的下限和上限，且满足h0≥0，h1≥0，h0≤h1；k0和k1表示取值的下限和上限，且满足k0≥0，k1≥0，k0≤k1；d0和d1表示取值的下限和上限，且满足d0≥0，d1≥0，d0≤d1；e0...

【技术特征摘要】
1.一种基于阶段结构捕食-食饵模型的输送路径组合优化方法，简称TPO_MYPPSS方法，其特征在于：设要解决的输送路径组合优化模型为：min f(X) s . t . g i a ( X ) ≥ 0 , i a ∈ I h i b ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光球，陆秋琴，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61