关键词： 低轨卫星   星座优化   遗传算法   逐步优化   导航增强  

摘要： 考虑到低轨卫星星座的庞大规模和漫长的建设周期,加之技术和成本的双重挑战,一次性全面部署变得不切实际,这限制了星座在建设过程中的实用性。提出了一种基于遗传算法的逐步优化(Genetic Algorithm-Progressive Optimality,GA-PO)星座设计方法。该方法通过遗传算法生成适合目标区域的最优星座,进行采用逐步优化方法分阶段、分区域实现全球星座的构建。结果表明,逐步建设过程中,在中国、亚洲和全球的可见星数分别达到7、10、12颗,优化星座与北斗三号卫星系统结合后在全球的PDOP值达到了0.9,可见卫星数量达到了25颗。GA-PO方法在满足现有星座构建方案精度的同时,还能够兼顾星座建设过程中在中国和亚洲地区的实用性能。

关键词： 集中供热   热源   运行调控   遗传算法  

摘要： 热源运行调控不仅影响热源侧运行成本,亦通过改变一次网水力热力特性影响一次网运行成本,然而现有热源运行调控优化研究鲜有同时耦合热源生产特性和一次网水力热力特性,且大部分研究尚未考虑热用户与热源侧的逐时热量供需匹配。本文考虑热量逐时供需匹配,耦合热源生产和一次网水力热力特性,发展了大型集中供热系统全供暖季热源运行调控优化方法。该方法基于“分阶段定流量质调节”的思路,以降低供热总运行成本为优化目标,对整个供暖季的逐时最优热源供水温度及流量组合进行优化。将上述方法应用于西安市某大型集中供热系统,发现优化后逐时燃气消耗量降低,全供暖季共节约燃气消耗量1466.3万m3,但优化后循环泵功耗整体升高。由于供热系统运行成本中燃气成本占主导地位,因此运行成本最终降低13.91%,节约运行费用0.42亿元。本文提出的方法可为大型集中供热系统热源运行调控提供理论支撑。

关键词： 船舶避碰   多项式混沌展开   碰撞危险度   最优控制   遗传算法  

摘要： 现有的船舶避碰轨迹规划大部分是以精确的运动模型和环境信息为前提,难以应对实际环境中存在的多种不确定海况因素,并导致规划出的轨迹安全可靠性降低。针对以上问题,提出一种基于多项式混沌展开法的船舶鲁棒轨迹规划方法,将船舶水动力学模型中的水动力系数视为不确定性参数,以碰撞危险度及舵角控制量为目标函数,建立船舶轨迹规划的最优控制模型,并使用遗传算法求得控制量与优化后的轨迹。仿真实验结果表明,优化后的轨迹最小距离以及最大会遇距离均提升10%~20%,平均碰撞危险度降低10%,实验结果表明考虑不确定性的船舶轨迹规划更加安全可靠。

关键词： 单轴抗压强度   施密特锤实验   人工神经网络   模型评价   回弹法  

摘要： 岩石单轴抗压强度是岩土工程中的重要参数,合理确定其数值对工程设计至关重要。本文提出了一种基于多层感知机的人工神经网络(MLP-ANN)模型,用于预测岩石单轴抗压强度。该模型以岩性、节理面、施密特锤回弹高度和纵波波速为输入参数,采用最大最小归一化进行参数标准化,并通过k折交叉验证提高模型的泛化能力。为优化模型性能,文章探讨了神经元数量、数据分割比例和激活函数对预测结果的影响。经对比验证,研究确定了最优模型配置:神经元数量为8,训练集与测试集比例为8∶2,激活函数选用Tanh函数。模型预测值与实际值对比分析结果表明,最优模型的平均绝对误差为3.500 MPa,均方根误差为5.836 MPa。结果表明,该模型预测误差较小,预测准确率较高,具有较好的实用性。

关键词： 智能电网   数据安全   云计算   智能搜索   加密  

摘要： 本文主要针对数据安全问题,对智能电网智能搜索加密方案进行了分析,从密文加密、关键词搜索等方面进行了论述,研究效率更高的云计算智能化数据搜索与加密方案,以提升智能电网数据安全性效果。

关键词： 黏菌算法   遗传算法   振荡收缩   随机游走   自扩散   混合算法  

摘要： 针对目前常见的元启发式算法面临勘探与开发不平衡、优化性能不稳定等问题,提出一种基于空间衰减自扩散机制的黏菌遗传混合算法SMAGA,以遗传算法为基准结构,通过选择、交叉和变异3项操作重组特征引导个体在解空间内搜索。SMAGA首先设计具有正负反馈和随机游走特性的振荡收缩机制作为交叉算子,用来增强算法的全局搜索能力和局部搜索能力。然后,提出一种基于空间衰减的自扩散机制作为算法的变异算子。该机制使用随算法生命周期衰减的空间尺度,引导自身进行扩散运动,在算法前期增强多样性,在算法后期有效挖掘可行解的邻域信息。最后,提出一种判别式控制策略,根据群体适应度的分布偏差,自适应地调整算法的参数,进而平衡算法的勘探能力和开发能力。为验证算法的性能,分别在IEEE CEC2017和IEEE CEC2021基准测试集上展开实验,结果表明,与其他23种不同类型算法相比,所提算法能够有效地平衡算法的勘探能力和开发能力,至少存在1个数量级的优化精度差异,有望高效地解决复杂优化问题。

关键词： 红楼梦   红娘   婚姻媒介   红玉   紫鹃  

摘要： 在《红楼梦》里,“红娘”在文本所营建的评价语境与小说情境中兼具“俗套”与“脱俗”的双重特性。从名字来看,红玉兼具“红娘”与“小玉”,可从实际的情节走向上看,红玉却完全与红娘无关,这些都使得红玉成为一个既摆脱了既往叙述的“俗套”,同时又体现了跨越礼法限制态势的“脱俗”人物。同样值得关注的是莺儿和紫鹃。就名字而言,她们在与“红娘”这样的“俗名”拉开距离的同时,又保持了两者之间的潜在关联。从功能性的角度看。作者实际上是将红娘式的传统媒介一分为二,将婚姻媒介的功能更多地赋予了莺儿,而情感媒介的功能则较为显著地放在紫鹃的身上。但紫鹃没有真正承担起婚姻媒介的职能,《红楼梦》却得以借此展示紫鹃无法承担的原由、历程乃至结果,紫鹃也由此成为凸显、预示女主人公婚姻困境、悲凉人生以及叙事主线走向的小说媒介。

关键词： 诺贝尔物理学奖   人工神经网络   机器学习   科幻小说   《三体》   霍普菲尔德   杰弗里   AI  

摘要： “物理学不存在了”,科幻小说《三体》中物理学家杨冬的话似一颗子弹,正中2024年的眉心。2024年诺贝尔物理学奖被授予约翰·J.霍普菲尔德和杰弗里·E.辛顿,以表彰他们“为利用人工神经网络实现机器学习做出的基础性发现和发明”。对此,获奖者之一、被称为“AI教父”的辛顿表示:“我完全没有想到。”

关键词： 起动机   永磁直流电机   遗传算法   多目标优化  

摘要： 以某型号车用减速式永磁起动机为研究对象,通过RMxprt软件对起动机的永磁直流电机进行仿真分析,得到不同温度下起动机的输出性能,发现起动机存在功率不足、转速过低的问题,通过对起动机进行瞬态磁场的有限元分析,得到起动机内部磁场分布均匀且无漏磁现象,通过分析气隙和永磁体等结构参数,得到了对起动机性能影响最大的四个电磁参数,并以永磁体极弧系数、永磁体厚度、转子外径和转子长度为优化变量,以起动机的转速和转矩为优化目标,通过optiSLang软件采用遗传算法进行起动机的多目标优化。最后对优化后的起动机进行仿真和试验验证,结果表明:起动机优化后的性能明显提升,转速提高了4.3%,转矩增大了3.3%,功率提升了7.8%。

关键词： 计算机辅助药物设计   人工智能药物设计   药物发现   机器学习   深度学习  

摘要： 计算科学的高速发展不断为药物发现领域带来革新与机遇。伴随着生命科学领域数据的持续增长和计算硬件设备的迭代更新,计算化学以及化学信息学在临床前药物设计领域的支撑作用日益凸显。本文围绕计算机辅助药物设计(computeraided drug design,CADD)和人工智能药物设计(artificial intelligence-driven drug design,AIDD)两大主题,简要阐述计算科学和药物发现在学科交叉中的探索和创新,以及针对临床前小分子药物的应用和进展。