基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统及方法，系统具体包括：数据获取单元，用于获取待布局的临港产业区的地图数据；栅格化处理单元，用于将该临港产业区的区域进行栅格化处理；栅格分配单元，用于将临港各产业按其拟建面积、将既有建筑物按其实际面积分配相应数量的栅格；模型建立单元，将各栅格间关联度总和作为综合关联度，以整个临港产业区综合关联度最大为目标构建不规则临港产业布局模型；模型求解单元，用于对不规则临港产业布局模型进行多智能体进化算法求解，所得结果为该临港产业区临港产业布局方案。本发明专利技术的系统可以实现产业区布局方案的自动生成。

【技术实现步骤摘要】
基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统及方法
本专利技术涉及数据处理技术，尤其涉及一种基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统及方法。
技术介绍
现代港口正由原来单纯的货物转运站转变为集合各种功能于一体的综合体，且由于港口的地理位置和交通便利特性，聚集大量相关行业，产生以港口码头为中心，以港口城市和经济腹地为依托，以临港区域为载体，以金融和港航相关产业为支撑，发挥港航和综合运输优势，利用临港资源禀赋，参与产业分工和贸易交流的临港经济。临港产业的建设有利于充分发挥港口的区位优势和竞争优势，并对所在地区的经济发展起到引领和带动作用，而临港产业受到自然资源、经济条件、生态环境、生态环境、社会协作、技术水平以及人力资本水平等因素的影响，其布局合理与否将直接影响该区域优势的发挥和经济的发展。合理的临港产业布局规划，可以发挥临港产业的优势，推动区域经济发展。有利于充分发挥港口优势，推动港口城市的工业化和城市化进程，发挥产业集聚优势，加快技术创新，实现集约式增长。临港产业规划方法目前虽有较多方法，但主要集中在临港产业布局的定性规划，不能够定量规划。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统及方法，可以实现定量规划。技术方案：本专利技术所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统具体包括：数据获取单元，用于获取待布局的临港产业区的地图数据；栅格化处理单元，用于将该临港产业区的区域进行栅格化处理；栅格分配单元，用于将临港各产业按其拟建面积、将既有建筑物按其实际面积分配相应数量的栅格；模型建立单元，将各栅格间关联度总和作为综合关联度，以整个临港产业区综合关联度最大为目标构建不规则临港产业布局模型；模型求解单元，用于对不规则临港产业布局模型进行多智能体进化算法求解，所得结果为该临港产业区临港产业布局方案。进一步的，所述栅格化处理单元对临港产业区的栅格化处理具体为：把临港产业区按其面积大小划分为若干个完全相同的正方形栅格，并将港区及产业区内已有建筑物按照各自面积大小划分为相应数量的正方形栅格，按照四舍五入的方法，即边缘区域面积不低于1/2栅格的则保留，否则不保留，将临港产业区域栅格化。进一步的，所述临港产业拟建面积为临港产业区各临港产业规划建设的面积，且已确定各产业间及产业与港口间的关联度。进一步的，所述模型建立单元中以整个临港产业区综合关联度最大为目标具体为：各产业之间、各产业与港口、各产业与现有建筑物的综合关联度最大，以此目标建立的不规则临港产业布局模型具体为：式中，f为综合关联度，为栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度之和，aij为栅格地图中第i列第j行的栅格；栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度为：式(2)中，r(aij,ai'j')表示栅格aij与相邻栅格ai'j'之间的关联度，|i-i'|+|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'直接相邻，|i-i'|·|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'间接相邻；式(1)和(2)中的栅格aij属于第k个临港产业：aij∈Ak,k＝1,2,…,K，Ak表示第k个区块栅格集合；栅格aij与栅格ai'j'之间的关联度计算公式为：式(4)中，表示栅格aij属于第k个区块栅格集合Ak，表示栅格aij所属的第k个区块与栅格ax'j'所属的第k'个区块之间的关联度，α表示对角相邻系数，保证对角关联弱于直接关联；面积约束具体为各个区块栅格数之和等于规划区域总栅格数：A＝A0∪A1∪A2∪…∪AK∪AK+1…∪AK+L∪AK+L+1(5)式(5)中，A为规划区域所有区块栅格集合，Ak表示第k个区块栅格集合，k＝0,1,2,…,K,K+1,…,K+L,K+L+1，其中：A0表示空白区块栅格集合，A1,A2,…,AK表示产业区块栅格集合，AK+1,AK+2,…,AK+L表示现有建筑区块栅格集合，AK+L+1表示港口区块栅格集合；唯一性约束为每一栅格属于且仅属于一个区块：式(6)中，I为规划区域栅格地图列数，i＝1,2,…,I，J为规划区域栅格地图行数，j＝1,2,…,J；相对集中连续性约束为同一个产业区块中的栅格分布要相对集中，不能过度狭长：式(8)中，ik、i'k为第k个区块栅格集合中任一栅格的列序号，jk、j'k为第k个区块栅格集合中任一栅格的行序号，β为形状控制系数，card(Ak)为第k个区块栅格集合Ak中的元素个数，即第k个区块所占栅格的数量。进一步的，所述模型求解单元采用的多智能体进化算法为基于整数编码的排列优化的多智能体进化算法，将格栅编号进行整数排列从而确定最大目标值，算法包括竞争、淘汰和自学习三个主要操作。本专利技术所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局方法具体包括：获取待布局的临港产业区的地图数据；将该临港产业区的区域进行栅格化处理；将临港各产业按其拟建面积、既有建筑物按其实际面积分配相应数量的栅格；将各栅格间关联度总和作为综合关联度，以整个临港产业区综合关联度最大为目标构建不规则临港产业布局模型；对不规则临港产业布局模型进行多智能体进化算法求解，所得结果为该临港产业区临港产业布局方案。进一步的，所述对临港产业区的栅格化处理具体为：把临港产业区按其面积大小划分为若干个完全相同的正方形栅格，并将港区及产业区内已有建筑物按照各自面积大小划分为相应数量的正方形栅格，按照四舍五入的方法，即边缘区域面积不低于1/2栅格的则保留，否则不保留，将临港产业区域栅格化。进一步的，所述临港产业拟建面积为临港产业区各临港产业规划建设的面积，且已确定各产业间及产业与港口间的关联度。进一步的，所述以整个临港产业区综合关联度最大为目标具体为：各产业之间、各产业与港口、各产业与现有建筑物的综合关联度最大，以此目标建立的不规则临港产业布局模型具体为：式中，f为综合关联度，为栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度之和，aij为栅格地图中第i列第j行的栅格；栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度为：式(2)中，r(aij,ai'j')表示栅格aij与相邻栅格ai'j'之间的关联度，|i-i'|+|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'直接相邻，|i-i'|·|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'间接相邻；式(1)和(2)中的栅格aij属于第k个临港产业：aij∈Ak,k＝1,2,…,K，Ak表示第k个区块栅格集合；栅格aij与栅格ai'j'之间的关联度计算公式为：式(4)中，表示栅格aij属于第k个区块栅格集合Ak，表示栅格aij所属的第k个区块与栅格ai'j'所属的第k'个区块之间的关联度，α表示对角相邻系数，保证对角关联弱于直接关联；面积约束具体为各个区块栅格数之和等于规划区域总栅格数：A＝A0∪A1∪A2∪…∪AK∪AK+1…∪AK+L∪AK+L+1(5)式(5)中，A为规划区域所有区块栅格集合，Ak表示第k个区块栅格集合，k＝0,1,2,…,K,K+1,…,K+L,K+L+1，其中：A0表示空白区块栅格集合，A1,A2,…,AK表示产业区块栅格集合，AK+1,AK+2,…,AK+L表示现有建筑区块栅格集合，AK+L+1表示港口区块栅格集合；唯一性约束为每一栅格属于且仅属于一个区块：式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于具体包括：数据获取单元，用于获取待布局的临港产业区的地图数据；栅格化处理单元，用于将该临港产业区的区域进行栅格化处理；栅格分配单元，用于将临港各产业按其拟建面积、将既有建筑物按其实际面积分配相应数量的栅格；模型建立单元，将各栅格间关联度总和作为综合关联度，以整个临港产业区综合关联度最大为目标构建不规则临港产业布局模型；模型求解单元，用于对不规则临港产业布局模型进行多智能体进化算法求解，所得结果为该临港产业区临港产业布局方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于具体包括：数据获取单元，用于获取待布局的临港产业区的地图数据；栅格化处理单元，用于将该临港产业区的区域进行栅格化处理；栅格分配单元，用于将临港各产业按其拟建面积、将既有建筑物按其实际面积分配相应数量的栅格；模型建立单元，将各栅格间关联度总和作为综合关联度，以整个临港产业区综合关联度最大为目标构建不规则临港产业布局模型；模型求解单元，用于对不规则临港产业布局模型进行多智能体进化算法求解，所得结果为该临港产业区临港产业布局方案。2.根据权利要求1所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于：所述栅格化处理单元对临港产业区的栅格化处理具体为：把临港产业区按其面积大小划分为若干个完全相同的正方形栅格，并将港区及产业区内已有建筑物按照各自面积大小划分为相应数量的正方形栅格，按照四舍五入的方法，即边缘区域面积不低于1/2栅格的则保留，否则不保留，将临港产业区域栅格化。3.根据权利要求1所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于：所述临港产业拟建面积为临港产业区各临港产业规划建设的面积，且已确定各产业间及产业与港口间的关联度。4.根据权利要求1所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于：所述模型建立单元中以整个临港产业区综合关联度最大为目标具体为：各产业之间、各产业与港口、各产业与现有建筑物的综合关联度最大，以此目标建立的不规则临港产业布局模型具体为：式中，f为综合关联度，为栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度之和，aij为栅格地图中第i列第j行的栅格；栅格aij与其所有相邻栅格之间关联度为：式(2)中，r(aij,ai'j')表示栅格aij与相邻栅格ai'j'之间的关联度，|i-i'|+|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'直接相邻，|i-i'|·|j-j'|＝1表示栅格aij与栅格ai'j'间接相邻；式(1)和(2)中的栅格aij属于第k个临港产业：aij∈Ak,k＝1,2,…,K，Ak表示第k个区块栅格集合；栅格aij与栅格ai'j'之间的关联度计算公式为：式(4)中，表示栅格aij属于第k个区块栅格集合Ak，表示栅格aij所属的第k个区块与栅格ai'j'所属的第k'个区块之间的关联度，α表示对角相邻系数，保证对角关联弱于直接关联；面积约束具体为各个区块栅格数之和等于规划区域总栅格数：A＝A0∪A1∪A2∪…∪AK∪AK+1…∪AK+L∪AK+L+1(5)式(5)中，A为规划区域所有区块栅格集合，Ak表示第k个区块栅格集合，k＝0,1,2,…,K,K+1,…,K+L,K+L+1，其中：A0表示空白区块栅格集合，A1,A2,…,AK表示产业区块栅格集合，AK+1,AK+2,…,AK+L表示现有建筑区块栅格集合，AK+L+1表示港口区块栅格集合；唯一性约束为每一栅格属于且仅属于一个区块：式(6)中，I为规划区域栅格地图列数，i＝1,2,…,I，J为规划区域栅格地图行数，j＝1,2,…,J；相对集中连续性约束为同一个产业区块中的栅格分布要相对集中，不能过度狭长：式(8)中，ik、i'k为第k个区块栅格集合中任一栅格的列序号，jk、j'k为第k个区块栅格集合中任一栅格的行序号，β为形状控制系数，card(Ak)为第k个区块栅格集合Ak中的元素个数，即第k个区块所占栅格的数量。5.根据权利要求1所述的基于多智能体进化算法的不规则临港产业区布局系统，其特征在于：所述模型求解单元采用的多智能体进化算法为基于整数编码的排列优化的多智能体进化算法，将格栅编号进行整...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋柳鹏，彭广益，封学军，张艳，雷智鷁，许博，鲁轲，陆玉华，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32