并行遗传算法研究
瓒铡诧学髓雾・189・
并行遗传算法研究
余艳芳,钱锋
《华东理工太擎自动亿研究所,上海200237)
关键谣:势静;逮鸶算法;摸或
遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)u-3]是为更加复杂。不过只娶有效分配处理器,就能充分Michigan太学的黼勰毋40教授予1975年提鲤憋一发挥熬HierarchicalPGA挽势o
种新型优化方法,目前正被广泛应用。它采用全局2并行遗传算法的发展
优化搜索技术,寻求优化问题的最优解。但是GA遗传算法的并行化最早是幽美国Michigan大受释群大枣、麓蘧燕蒺秘复杂翟度等限裁,太大降低学的Bethke净’予19筠年实瑷翡。1981年了算法的性能及其实用健。本文介绍了一种改进算Grefenstette[101又对PGA作了深入研究,他提出了飚法——并行遗传算法(ParallelGeneticAlgorithm,种模式的并行遗传算法,其中两神是全局式并行遗PGA)Hl,宅有效涎蠢了收敛逮囊。传算法鞠艇粒度并行遗黄算K-。Gz。s的H螗在1985l并行遗传算法年发表的~篇论文对Coarse—grainedPGA的提出奠
PGA按照并行执行的方式不同,大致被分为四定了基础。直到1987年PGA方面的文章才被正式种模式≯矗】:主跌式著行遗传算法《Master-slaves发表裂一些摄囊主。随后,为了提高算法谯瑟,骚窕PGA)、粗粒度并行遗传算法(Coarse*grainedPGA)、者们对PGA的影响参数纷纷休了一些尝试和探讨。细粒度并行遗传算法(Fine-grainedPGA)和层次并其中,PeRey和Grefenstette等¨引人对Coarse-grained行遗传算法《HierarchicalParallelAlgorithms)oPGA提惠了薪静改遘,嚣在子群体内执褥选择操
主从式PGA将系统分为一个盎处理器和若干作;Robertson提出了Fine—grainedPGA并将其应用从处理器,主处理器控制蹩个种群,从处理器计算个予分类系统。1994年C-d'llau提出了Hierarchical傣逶波徨,著将计算绪暴返巨给圭鲑理器。藤遗传PGA懿恩怨,PGA的分层实现有拳l于减少搜索时算子操作既可以在主处理器执行,也可以在从处理间,提高收敛速度。
器执行。主从式PGA有鼹个限制殴寨,鄹个体适应在嚣痰,关于PGA理论分橱方莲的文章很少,僵的计算对阕程主获楚褒器戆通信开销。只有当个褥关于PGA应用方禚的文章帮缀多。
体适应值的计算时间远超过主从处理器的通信时3评述与展望
阊,它才能有较好的加速比。褪对于串行GA来说,并符遗传算法对规模复
Coarse-grainedPGA是泼子种群秀单位摆置独杂的闻题番更菇的求鬃优势,表现在:对糟隧阕题,立的并行执行遗传操作,并引入迁移算子。Coarse—它能达到较好的加速比和求解精度。此外,PGA引grainedPGA媳性能好坏受下面几个飕素豹影睫:子,入了迁移算予豹援念。迁移算予不仅探证了静群的释群之惩互连的摄孝}结椽、迁移率、迁移闻隔弱迁移多样往,两且提离了算法的收敛速度。然丽影璃策略等。PGA性能的决定参数大多根据经验值确定,目前还
在Fine-grainedPGA模型中,赋有处理器连接没有理论依据嚣篷合理选择。这也是有待子迸一步或平嚣网络,每个处理器分配—令个体,选择释交叉研究和探讨的问题。
操作只在网格中相邻个体之间进行。个体信息通过
邻域怒麴互摺菱叠扩教割整个静群,从嚣取褥阕题参考文皴:
的最优解。【l】王小平,曹立暖,等.遗传算法——理论、戚趱与软件
HierarchicalPGA采用分层结构将上述兰种实现CM].西安:西安交通大学出版社,1998.
PGA组含起来,充分糕熙上述三耪PGA豹优点,提【2】王凌.警襞魏诧算法及其斑壤【楚3。j艺察:溃华大学高解魏精度和收敛速塞。然丽,HierarchicalPGA涉出敷锰,2001.‘:
.
及到多个PGA算法的融含,这将导致群体的搜索行7.4(下转第217页)
增刊化学世≮界
况,管线相关的设备信息等。管线的铺设情况包括入关于项目的数据,可以对工程项目进行施工进度、管线的埋深、距道路中心线的距离,接口形势和填材料供应和工程合同等进行管理。实现全蕊、科学、料,起点道路,终点道路,铺设时闻,所属工程等等。系统的管理;提高工作效率、增强交流与协作、提高管线自身的信息则包括管径,管材,长度等等;这里辅助决策、有效提高管理水平,完善工程项目管理活并不仅仅包括蟹线同时也包括井,阀门等设施、设动中诸多不足之处。。。‘备。分布在管线上的各个检测点也是管嚼的组层部、4>用产信息
’.
分。这些信息直观地在地图上显示,同时配合不同结合收费系统的用户数据信息,在地网上直观的颜色,简单的视觉效果,如闪动等就可以给用户十的显示用户的分布情况和用水情况。显示用户的用分直观的感觉,十分符合管网运行维护的管理需要。承量、水表读数等。可以通过颜色区分不瞄用水羹这些信息元素不仅包含,符合上海市水务行业的地的用户,直观的在地图上显示用水需求量的分布图,理信息系统建设的标准,隽以着与信息系统衔接做对子不同地块的水量需求进行直观她显示,这样对好了准备;同时也根据用户的业务需求进行扩展,满排管规划起到指导性的帮助,同时也是日常调度运足用户的需求。如管线自身信息中的管线使用年限行工作中十分重要的决策数据来源。结合爆管分析等信息为尾户设备管理提供了有蔫的信息。通过这等的专业功能,也对管网的抢修维护工作起到参考些管线数据的收集和显示可以在管线的日常维护和的作用,指导管网维护入员更有效的进行维护或抢抢修时起到极大的作用,同时对于熬个临港地区管修工作。,一线的规鲻藐工也有很大的参考意义。4结论
2)污水泵站增压泵站生产信息的监视基于GIS的供排水企业管控一体讫信息集成系对于公司所管辖的各个污水厂、泵站、增压泵站统通过对水的生产、输配、消费整个运营过程进行动等设旋设备进行实时盼禽患。监控。这里不理包禽了态监控和傥讹管理,最终可以实瑷企韭的高效益运这些设施的地理信息,同时可以看到如污水处理厂营;实现企业管理的现代化、规范化和科学化。的各个工艺流程图,可以直接察看设施内部的各个
设螽缒实旄工佟状态。这些信息戆获褥是通过理绣参考文献¨。
控制总线和工业以太网相结合实现的。这里既包含[1】郭凤文.永工监鸯渤亿控欷技术的发展鹣势[EB/
。
了设备的实时信息,也包含了设备的静态信息,如生OL].http:engine.equip.com/,南京市市政设计研究产厂家,额定功率等薅息。霹子设备的异常状态会院,2006-03-15。
以醒目的颜色加以提示。对于这种GIS平台结合生£2】陈韩晖。突破誓:镁撵东一薅他【E彩移L】.http://www。
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产管理信息的应用模式在供排水企业是首次采用。C33张树兵,串建乎,翁敬农,等.自来水企业信息集成应
3)顼基信息震蠡搽【EB/OL].hrtp://www.waterctfina。corn/,2麟・结合之前管网和污水厂、污水泵站、增压泵站录03.18一..
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并行遗传算法研究
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作者单位:余艳芳, 钱锋华东理工大学自动化研究所,上海,200237
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