一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法技术

本发明专利技术一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法，属于船舶机舱管路自动布置领域，该方法包括以下步骤：按比例搭建船舶机舱模型；获取机舱环境信息，构建船舶机舱环境栅格地图，确定管路可布置区域；基于船舶机舱环境栅格地图，及管路起点、管路分支点和管路终点，建立初始的管路可行栅格表；采用改进的蚁群算法基于初始的管路可行栅格表上，确定船舶机舱管路在同一平面内、路径最短、弯路最少的最优布置路线，该方法应用于船舶机舱管路布置，增加了管路的平滑性，减少管道布置规划的盲目性和随机性，能够有效管路布置过程的停滞，提高了路径搜索效率。提高了路径搜索效率。提高了路径搜索效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法


[0001]本专利技术属于船舶机舱管路自动布置领域，涉及一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法。

技术介绍

[0002]目前，船厂的管路设计已由平面设计进入三维设计阶段，船舶管路的设计质量和效率有了很大的提升。无论是平面设计还是三维设计，此过程都需要经验丰富的专家或管道工程师来完成，主要依靠设计人员的专业知识和经验，还未完全实现管路布局设计的自动化和智能化。随着计算机技术的发展，船舶管路布置自动化将是现在及今后较长一段时期内船舶设计和制造的发展趋势。
[0003]20世纪中后叶起，国内外众多学者就开始研究优化算法在管路路径规划中的应用，经历了从约束简单的二维空间路径布局问题到多目标、多约束的三维空间问题、从两点管路到分支管路以及从单条管路到多条管路共同敷设的发展历程。在构建优化问题数学模型的基础之上，采用的管路路径智能规划方法可归类为确定性方法和启发式方法。其中，确定性方法中又包括基于图论的方法、迷宫算法和线搜索算法等，在启发式算法中主要包括单目标遗传算法、多目标遗传算法、粒子群算法、蚁群本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法，其特征在于：包括以下步骤：按比例搭建船舶机舱模型；获取机舱环境信息，构建船舶机舱环境栅格地图，确定管路可布置区域；基于船舶机舱环境栅格地图，及管路起点、管路分支点和管路终点，建立初始的管路可行栅格表；采用改进的蚁群算法基于初始的管路可行栅格表上，确定船舶机舱管路在同一平面内、路径最短、弯路最少的最优布置路线。2.根据权利要求1所述的一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法，其特征在于：所述采用改进的蚁群算法基于初始的管路可行栅格表上，确定船舶机舱管路在同一平面内、路径最短、弯路最少的最优布置路线包括以下步骤：S1：初始化改进蚁群算法的参数：信息素浓、种群数量、信息素重要程度、信息素蒸发系数，设定最大迭代次数；S2：根据当前蚁群所在位置，计算当前蚁群所受多因素影响下的启发函数；所述多因素包括管路长度、平稳度和拐弯次数三个方面；S3：计算蚁群转移概率，更新栅格禁忌搜索表，更新信息素信息；S4：当前迭代次数未达到最大迭代次数且蚁群未覆盖全部目标位置时，自适应调整各个参数，返回S2；当前迭代次数达到最大迭代次数且未覆盖全部目标位置时，调整最大迭代次数，返回S2；当前迭代次数未达到最大迭代次数且蚁群覆盖全部目标位置时或当前迭代次数达到最大迭代次数且覆盖全部目标位置时，得到船舶机舱管路的初始布置路线，进行S5；S5：对管路船舶机舱管路的初始布置路线进行去折线化处理，完成船舶机舱管路的布置。3.根据权利要求1所述的一种基于改进蚁群算法的船舶机舱管路布置方法，其特征在于：所述启发函数的计算方式如下：所述启发函数的计算方式如下：所述启发函数的计算方式如下：所述启发函数的计算方式如下：所述启发函数的计算方式如下：是t时刻的启发函数，L
x
：管路长度；σ是管路长度补偿系数。是安全因子，代表管路布置路径只能在自由栅格中完成，如果管路中出现了障碍
栅格，那么安全因子为零，需要重新计算启发函数；是平稳因子，h
i
‑
h
j
表示当前栅格i与邻接栅格j高度差，Max
h
和Min
h
分别表示当前第i个栅格高度与与其邻接栅格高度之差的最大和最小值，s是补偿系数；是直行因子，尽可能避免管路布置中出现无效拐弯，在满足布置要求的前提下，尽可能按照直行原则布置管路A、B、C分别是平稳因子、直行因子和安全因子所对应的权重，N
_Cmax
是进行蚁群算法的最大迭...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾鸿，罗遥伟，侯景山，许兆鑫，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：