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车辆路径问题:从时间地理学的视角 总被引：2，自引：0，他引：2
车辆路径问题具有典型的时空分布特征,受到众多时空约束条件的制约。在车辆路径规划中,综合考虑时间和空间因素是非常必要的。本文从时间地理学这一全新的视角来研究车辆路径问题,提出一套完整的时间地理学分析框架,阐述了时间地理学的基本概念,提出了车辆路径问题中的时空约束、时空路径、时空棱柱、时空可达性、时空距离等概念,并给出了图示或定量化的度量方法。论文提出的时空距离度量方法综合考虑了顾客在空间位置和时间窗口2个方面的特征,可更科学地判定顾客之间的"邻近性"。论文通过设计一种求解大规模软时间窗车辆路径问题的算法,证明了时空距离的价值,并展望了时间地理学在求解动态车辆路径规划问题、移动设施路径规划问题等方面的应用。本文的贡献在于,通过时间地理学所提供的一系列概念和方法,实现了在统一的框架下同时考虑车辆路径问题(VRP)的时间和空间特征的构想,挖掘了传统时间地理学理论在车辆路径领域中的应用潜力,这将有利于更快或者更好地求解VRP问题。 相似文献
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大规模点要素注记自动配置问题是地图注记的难点之一,主要受限于时间效率和注记配置质量。针对该问题,本文首先提出一种椭圆形多方位多级注记待选方位配置方案,使其参数化、多元化。其次,结合点要素空间分布特征,提出一种以聚类分组的蚁群算法,并讨论和优化核心参数,实现大规模点要素的注记快速配置。实验表明,该算法计算效率明显提升,算法性能稳定。针对注记密度在5%~30%随机分布点要素的地图,其相比传统蚁群算法算法效率提高73.2%;同时,该算法的注记结果质量比传统蚁群算法注记结果质量好,注记适应度提升8.0%。实验采用抚顺县集体土地所有权界址点数据进行验证,结果表明效率提升86.7%,且注记适应度提升14.6%。本算法适用于点要素规模大、点簇疏密变化差异大的点要素注记自动配置问题的快速求解。 相似文献
3.
基于云模型和FCM聚类的遥感图像分割方法 总被引：7，自引：0，他引：7
模糊C均值算法由于具有良好的聚类性能而被广泛应用于图像分割领域,但聚类中心的初始化问题一直影响着该算法的运行效率。好的初始聚类中心,可以使算法很快收敛于最优解,而不合适的初始聚类中心,不仅需要更多的迭代次数,而且还可能使算法最终收敛于局部最优解。文章结合云模型和FCM(模糊C均值)聚类算法,提出了一种遥感图像分割的新方法。利用云变换解决模糊C均值聚类算法的初始化中心选择问题,可以根据样本特性自动确定聚类中心值及个数,并以较少的迭代次数收敛到全局最优解,提高了模糊C均值遥感图像分割方法的效率,具有较好的稳定性和鲁棒性。文章选取三幅TM遥感图像作为样本,分别利用云模型的FCM方法和传统的FCM方法对样本进行分割实验,实验表明采用云模型的FCM方法不仅能够取得较好的分割效果,而且大大减少了使算法收敛的迭代次数,提高了分割的效率。 相似文献
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提出一种离散布谷鸟算法(DCA)求解带容量约束的车辆路径问题(Capacitated Vehicle Routing Problem).该算法采用轮盘赌机制增强初始解选择的随机性,对基本布谷鸟算法的莱维飞行操作中,使用2—opt法和exchange法进行位置更新;在寄生巢位置更新中,使用shift法和reverse法增强最优解的局部开发能力.选取augerat标准数据集测试算法,并比较BA、ACO、SA及PSO算法结果.实验结果表明:离散布谷鸟算法能够有效解决带容量约束车辆路径问题,有较强的寻优能力,求解质量优于其他4种对比算法. 相似文献
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挖掘科学数据是当今数据库系统研究和应用领域内的一个热点问题。聚类是数据挖掘中的核心问题。K-中心算法的执行结果受到初始选择的中心点的影响，而且常常只能终止于局部最优，按照基于密度聚类算法的思想，聚类分析最终的中心点都是很“密的（dense）”点，结合这两种算法，如果初始选择的中心点就是“密的（dense）”点，并且这几个初始的中心点彼此相异度比较大，那就会减少算法执行的时间，并且提高聚类结果的准确度。 相似文献
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在多尺度TIN的自动构建过程中,为使各尺度数据保持地形的主要特征,需要选择合适的地形简化方法提取地形的结构特征信息。传统的3D Douglas-Peucker算法通过设定距离阈值参数对地形进行简化,简化后只保留了山脊线、山谷线等主要地形特征,而未考虑局部细节,难以顾及局部地形起伏变化明显的区域;而质心Voronoi图能够以地形因子作为密度函数,通过迭代驱动种子点向地形起伏较大的区域聚集,但其在主要地形特征的表达方面有缺失。为此,本文将二者的特点结合,在利用传统的3D Douglas-Peucker算法简化的同时,通过质心Voronoi图迭代加入局部起伏较大的特征点,综合考虑主要结构特征及局部起伏对地形进行简化,并在多个简化级别下对原始3D Douglas-Peucker算法和本文优化算法进行了对比。实验结果表明,相对于原始算法,本文优化算法在各简化级别下简化误差降低13.6%以上,具有更高的地形表达精度,且能够更好地逼近原始地形。 相似文献
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在最小二乘平差准则基础上，把病态平差问题转化为无约束的二次规划问题，并利用优化理论分析病态对平差解的影响。通过共轭梯度搜索算法在可行域中寻找最优步长因子，自动寻找最速下降方向，并给出迭代初值的设置方法。分析近似计算中病态问题与局部最优解的关系，讨论局部最优解的快速迭代方法，并通过实例验证算法的有效性，计算迭代的速度。由于整个过程没有对法方程系数矩阵进行求逆计算，该算法可用于处理大规模系数矩阵高病态的平差问题。 相似文献
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越野环境下机动车辆的快速路径规划在野外搜救、应急抢险及军事作战等领域均具有重要意义,在以上场景中,随着空间维数的增加,传统路径搜索算法计算复杂性急剧增长,可能无法在既定时间内求解可靠路径。为解决上述不足,本文结合越野路径规划不受路网通行限制以及两点之间直线最短的特点,提出以方向指向作为搜索策略的启发式算法,该算法搜索效率大幅提升,却难以保证求解质量。为进一步提高求解质量,提出了带有方向指向的Dijkstra分段算法,该算法在较低精度环境模型下通过Dijkstra算法找到最优路径,并将该路径进行分段,各分段以方向指向作为搜索策略进行路径搜索,从而在长距离越野路径规划中快速规划通行方案。为验证该算法的有效性,本文利用山西省某市的数字高程模型数据进行实验,引入了窗口移动法对地形进行先期的坡度计算和通行性分析,构建越野环境模型,调用路径搜索算法进行规划。实验结果表明,本文所提算法相比Dijkstra算法计算效率得到了大幅提升,且规划路径的长度接近于最优解。 相似文献
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空间扫描统计量方法是公共卫生监测领域应用非常广泛的空间聚集探测快速算法。其利用传染病监测数据可探测到病例异常增多的局部区域,对可能的传染病暴发做出早期预警。候选聚集区域的预先生成是该方法的一个关键步骤。将现有的候选聚集区域生成方法应用到包含子区域较多的大区域时,可能导致大量候选聚集区域的遗漏,影响探测结果的准确性;或可能生成大量重复的候选聚集区域,导致随后空间扫描计算时间的延长。本文在原有候选聚集区域生成方法的基础上,提出了一种新的快速算法。它以格网点间隔的优化选择,可减少对可能候选聚集区域的遗漏;同时,基于多重排序算法可在较短的时间之内,删除掉原始候选聚集区域集合中的大量重复。通过山东省西南部608个乡镇点的候选聚集区域生成测试,改进的方法可减少候选聚集区域的遗漏,并在较短的时间内删除掉所有的重复候选聚集。 相似文献
10.
路径规划问题是路网交通应用中的一个基础问题。A*算法是一个求解点到点最短路径问题的高效算法。但随着路网数据规模的增长,A*难以保证求解的实时性。利用并行计算进行加速是常用的算法性能提高手段,然而A*算法是由一系列前后依赖的迭代步骤组成,因此难以进行直接的并行化。本文提出一种分段化搜索的改进A*算法（SA*）。该算法在搜索路径前先选择若干可能在最短路径上的结点作为导航点,然后多线程并行地分别求出导航点之间的最短路径,并拼接这些路径作为原问题的一个近似解。分段搜索本身可以减少路径规划的搜索空间,借助多线程并行则可以进一步提高求解速度。实验结果表明,在真实路网数据上,利用16核的机器,SA*的性能可以达到A*算法的10-30倍。 相似文献
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孔云峰 《地球信息科学学报》2022,24(9):1730-1741
区划问题是将特定地理区域划分为若干空间连续的分区,满足分区内差异最小和分区间差异最大这一基本原则,广泛应用于地理、环境、生态、经济、农业、城市等领域。1960s以来,学者尝试建立各种区划问题数学模型,设计了一系列的求解算法,代表性的算法主要有：AZP、ARISEL、SKATER和REDCAP。本文提出了一个基于迭代局部搜索(ILS)的区划问题算法,进一步提升算法性能。该算法主要机制包括：邻域单元移动搜索改进分区质量;参照中心单元快速计算分区方差,提升算法速度;使用扰动机制跳出当前解局部最优状态;更新分区中心点提升分区方案目标值;使用群搜索探索更大的解空间;以及算法各步骤中通过分区空间连续判断和破碎修复保持分区空间连续。55个基准案例测试表明： ILS算法求解质量优于ARISEL和SKATER算法。一个多指标气候分区实验也表明： ILS算法求解质量优于SKATER、REDCAP和ARISEL算法。 相似文献
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免疫遗传算法及其在VRP中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
物流配送车辆路径问题（VRP）是一类典型的NP问题。在基本遗传算法的基础上,根据生物的免疫系统原理,提出一种改进的算法——免疫遗传算法。在算法中构造一种基于抗体浓度的群体多样性保持策略,引入免疫算子和免疫记忆库。将该算法应用于求解VRP问题,实验结果表明算法可以实现解的多样性,避免出现早熟收敛,可以有效防止进化过程中最优解退化的可能,是求解车辆路径问题的一种有效的算法。 相似文献
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针对单一指派约束和容量约束的设施选址问题（Single Source Capacitated Facility Location Problem, SSCFLP）,建立了一种基于改进蚁群算法与GIS的配送中心选址方法。构建了以总成本费用最小为目标的配送中心选址模型;提出了适合求解SSCFLP问题的改进双层蚁群算法,将求解过程划分为彼此关联的设施选择层和需求指派层2层蚁群,采用改进的全局信息素更新策略加强双层蚁群交流,并对迭代最优解的指派关系进行局部优化;将方法应用于汽车配送中心的选址,利用GIS工具构建选址空间。实验结果表明,该选址方法能找到质量较好的选址及指派结果,对于求解同类问题具有较强的借鉴意义。 相似文献
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当消防事故发生在无明显道路或道路稀疏的野外复杂山区时,如何在复杂山地环境中规划安全、快速通过的路线至关重要。针对蚁群算法在复杂山地路径规划中容易陷入局部最优以及搜索时间较长的问题,本文提出一种适用于细粒度野外山地环境的徒步应急救援路径规划算法。本文首先根据已有文献分析地表信息与人类运动速度之间的关系,综合地表灌木盖度与地形坡度因素设计寻优算法的目标函数和启发函数;接着采用定向范围视野的蚂蚁搜索方式,决定蚁群算法寻优过程中每一步的网格选择;最后采用拉普拉斯分布调整初始信息素、添加隔离信息素、融合遗传算子与分组更新常规信息素的方法改进蚁群算法。将算法应用到400×400、1000×1000、5000×5000、10 000×10 000网格数的野外山地环境进行实验对比,实验结果表明,采用定向范围视野与优化启发函数的各蚁群算法在四组实验中均能得到可行路径,验证了方法的有效性;本文算法求解的路径质量优于另外三种算法,在四组实验中分别提高了0.52%～4.95%、4.71%～5.39%、2.26%～13.11%、3.84%～9.16%;此外,在野外三维山地环境中,定向范围视野的搜索方式缩减了搜索... 相似文献
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In order to solve the problems of multi-parameter,multi-extreme and multi-solution in the nonlinear iterative optimization process of Rayleigh wave inversion,the artificial bee colony(ABC)algorithm is selected for global nonlinear inversion.The global nonlinear inversion method does not rely on a strict initial model and does not need to calculate the derivative of the objective function.The ABC algorithm uses the local optimization behavior of each individual artificial bee to finally highlight the global optimal value in the colony,and the convergence speed is faster.While searching for the global optimal solution,an effective local search can also be performed to ensure the reliability of the inversion results.This paper uses the ABC algorithm to perform Rayleigh wave dispersion inversion on the actual seismic data to obtain a clear undergrounding of shear wave velocity profile and accurately identify the location of the high-velocity interlayer.It is verified that the ABC algorithm used in the inversion of the Rayleigh wave dispersion curve is stable and converges quickly. 相似文献
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This paper presents a novel intelligent and effective method based on an improved ant colony optimization(ACO)algorithm to solve the multi-objective ship weather routing optimization problem,considering the navigation safety,fuel consumption,and sailing time.Here the improvement of the ACO algorithm is mainly reflected in two aspects.First,to make the classical ACO algorithm more suitable for long-distance ship weather routing and plan a smoother route,the basic parameters of the algorithm are improved,and new control factors are introduced.Second,to improve the situation of too few Pareto non-dominated solutions generated by the algorithm for solving multi-objective problems,the related operations of crossover,recombination,and mutation in the genetic algorithm are introduced in the improved ACO algorithm.The final simulation results prove the effectiveness of the improved algorithm in solving multi-objective weather routing optimization problems.In addition,the black-box model method was used to study the ship fuel consumption during a voyage;the model was constructed based on an artificial neural network.The parameters of the neural network model were refined repeatedly through the historical navigation data of the test ship,and then the trained black-box model was used to predict the future fuel consumption of the test ship.Compared with other fuel consumption calculation methods,the black-box model method showed higher accuracy and applicability. 相似文献