【摘 要】
:
在过去的几十年里,进化算法(Evolutionary Algorithm,EA)已成为解决多目标优化问题的最热门的方法之一,并且由于它们的简单性和有效性而取得了巨大的成功。然而,由于进化算法所需的函数评估通常很多,减少计算的负担已成为将EA应用于昂贵的MOP时的一个重要而困难的问题。此外,在实际工程应用设计中,存在许多无法使用具体数学表达式描述的黑箱优化问题,这种优化问题往往具有计算代价昂贵、运算
论文部分内容阅读
在过去的几十年里,进化算法(Evolutionary Algorithm,EA)已成为解决多目标优化问题的最热门的方法之一,并且由于它们的简单性和有效性而取得了巨大的成功。然而,由于进化算法所需的函数评估通常很多,减少计算的负担已成为将EA应用于昂贵的MOP时的一个重要而困难的问题。此外,在实际工程应用设计中,存在许多无法使用具体数学表达式描述的黑箱优化问题,这种优化问题往往具有计算代价昂贵、运算速度慢等昂贵评估特征。代理辅助进化算法(Surrogate-Assisted Evolutionary Algorithms,SAEAs),是解决这类昂贵优化问题的重要方法之一,这种方法利用优化问题的历史数据建立模型来辅助优化过程,可以降低函数的评价次数,从而降低因函数评价带来的代价。针对高斯过程计算复杂度呈指数增长,以及现有算法没有考虑子问题的相关性的缺点,基于现有SAEAs框架提出了两种昂贵多目标优化算法,即ParCNPs算法和ParMTCNPs算法。主要工作包括以下几个方面:(1)首次提出了基于条件神经过程的昂贵多目标优化算法ParCNPs,该算法使用的条件神经过程模型结合了高斯过程和神经网络两者的优点,这避免了高斯过程中的协方差矩阵计算复杂度高的缺点。然后针对RMMEDA、DTLZ系列多目标测试问题,将所提算法ParCNPs与目前最广泛使用的昂贵多目标优化算法ParEGO、KRVEA、MOEA/D-EGO及NSGA-II算法进行实验对比,实验结果表明ParCNPs在大多数测试问题上的性能指标好于其它对比算法。(2)在ParCNPs的基础上,提出了一种基于多任务条件神经过程的昂贵多目标优化算法ParMTCNPs,该算法通过将多个相邻的子问题组合成任务组,并对任务组中的子问题进行联合建模。实验中,将ParMTCNPs算法与ParCNPs、ParEGO、KRVEA、MOEA/D-EGO和NSGA-II进行实验仿真对比,实验结果表明ParMTCNPs在大多数测试问题上好于ParCNPs以及其它四个现有的算法。此外,该实验也证明了多任务联合学习模型相比单任务的CNPs和GPs模型在处理昂贵多目标优化问题更具竞争力。(3)在ParMTCNPs算法中,对于权重向量划分任务组问题,提出了一种最小欧式距离的任务组划分方法,该方法将具有较高度相似性的子问题划分为同一任务组,然后进行联合建模。(4)将本文所提出的两个算法ParCNPs和ParMTCNPs应用到实际的工程制造问题中,并与现有的主流的昂贵多目标优化算法进行实验对比,实验结果证明了所提算法在实际应用问题的有效性。
其他文献
我国城市地铁交通正处于快速发展建设阶段,地铁的运营效益、站点选址、服务水平、周边城市空间优化和市民的出行效率等问题越来越多的关注。大城市工作日早晚高峰运输压力大以及高峰与非高峰客流量差值较大,该问题的解决要求城市交通规划需加深对城市居民出行行为特征与活动规律的相关研究。地铁站点全天不同时间段上存在明显周期性的客流量变化规律,对这些变化规律进行深入的探讨分析,有助于了解城市居民地铁出行规律,以及对指
随着无人机技术的突破和无人机业务的渗透,蜂窝通信与无人机通信的结合越来越密切,因此无人机如何接入蜂窝网络以及接入网络后的干扰控制和资源分配,都是亟需解决的重要技术问题,然而目前对这些问题的研究尚不充分。随着无人机设备数量的增长,稀缺的蜂窝网络资源将会是一个巨大的挑战。考虑到无人机往往需要大量的双向传输来实现可靠的操作,设备间(Device to Device,D2D)通信技术和全双工通信技术对于解
现代景观企业因其在设计分工专业化、资源配置高度化、技术应用创新化等方面的优势,不仅满足了人民对绿地景观服务多元增长的需求,也为中国城市建设的发展作出了巨大贡献。设计本身是一个持续变化的动态过程。景观企业因其所内含的设计特性,在外部不断受到来自环境、经济、政策等多方面变动因素的影响,在内部也随着设计活动领域范围的扩大,设计过程所涉及的部门与产业越来越复杂,影响设计成果的不稳定性因素也越来越多。要解决
超级街区指被城市主要交通干道或隔离性边界要素围合且定义的,由内部若干街区及地块组成的大型社区。在过去数十年的快速城镇化过程中,“超级网格+超级街区”的空间结构成为我国城市规划的主流指导思想。而由于过去的粗放式城市建设发展模式,忽略了基于人本主义角度出发对超级街区空间格局的良好规划设计及管理,使其带来并产生了一系列社会经济和环境等各方面的问题,其中又以城市活力的缺失为突出问题。基于此,本文拟对超级街
近年来,随着高光谱成像技术和理论研究的不断发展,高光谱遥感已广泛应用于人类生产生活。高光谱图像分类作为高光谱遥感领域的一项重要研究内容,已吸引众多国内外的优秀学者投身于其中。光谱成像技术特别是光谱和空间分辨率的不断提高,使得收集到的高光谱图像包含了更加丰富的地物空间和光谱信息,同时又带来了新的挑战。一方面,有限的标记样本,要求分类器有着极强的鉴别能力,制约着高光谱图像分类精度的提升。另一方面,高光
水是城市重要的生态资源,它与人类社会密不可分,孕育着城市文明并产生了独特的水文化,城市滨水区作为城市中重要的开放空间,不仅承载着人们的各项活动,还展示城市的历史与水文化,代表了城市的形象与气质。龙岗河作为深圳市境内流域面积最大的河流,文化底蕴深厚,水文化资源价值较高,但在快速的城市化进程中,滨水区水文化缺失的问题日益凸显。本文以水文化为原点,将水文化视为滨水区景观更新的文化资源,以龙岗河为研究对象
随着无人机技术的快速发展,倾转旋翼无人机以其独特的性能优势受到相关科研人员的普遍关注。倾转旋翼无人机作为一种新型无人机,同时具备旋翼式无人机和固定翼式无人机的优点,既能像旋翼式无人机在场地比较小的情况下实现垂直起降,又具备固定翼式无人机的高速巡航能力。尽管现代飞行器的控制技术日趋完善,倾转旋翼无人机性能优势卓著,但实际投入应用的案例并不多。主要原因是倾转无人机在倾转过渡阶段,其动力学模型随旋翼倾转
城市公园是城市人居环境的重要组成部分,具有改善城市生态环境、净化空气,降低噪音等功能。随着人民生活水平的提高,城市居民对休闲、娱乐、文化活动的需求也日益强烈。城市在建设大量公园的同时,如何提升公园服务、满足人民日益增长的美好生活需要,成为未来城市公园质量提升的重点。本文构建了一种新的城市公园服务综合评价方法,采用社交数据,基于网络文本分析法与“重要性-表现程度”分析法(IPA)结合,以深圳市城市公
随着我国城市化的快速发展,自然环境与人造环境的冲突越来越突出,市民对高品质城市空间的诉求越来越大。城市街道作为城市的“血管”,是城市开放空间的重要组成部分,与创造高质量城市空间息息相关。深入研究街道活力的生成规律能为日后城市开放空间的提供设计依据,有利于城市街道的规划设计与活力塑造。深圳华侨城是近年来比较成功的城市设计案例,本文基于城市空间活力的相关理论,从中微观角度详细分析了华侨城街道活力的分布
随着智能交通系统的发展,一种基于现有的蜂窝网络和设备到设备(Device to Device,D2D)通信技术相结合的车载通信网络越来越受到关注。广泛部署的蜂窝网络可以满足车载通信中信息娱乐服务所需的容量和覆盖范围,而D2D通信技术由于终端直通链路距离短的特点,可以有效地提高交通效率的潜力,并为道路安全相关业务提供低延迟,高可靠性的服务。然而,针对不同的车辆网络服务性能要求,应相应地设计一种有效的