【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径优化，具体而言，涉及一种基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法。
技术介绍
1、路径优化问题是与日常生活及工业生产均息息相关的问题，如移动机器人的路径寻优、车辆的路径寻优以及航空器的路径规划等，在该问题中通常仅考虑到得到一条最优路径，但实际应用中，该最优路径可能会因为某些原因不可通行，影响运输效率，可见，提供多个等效的最优路径以供决策者选择是很有必要的；此外，目前的大部分方法仅考虑到将最优路径的长度作为首要目标，忽视了路径的一些约束特征信息，例如最优路径需要经过某一位置，途径的拥堵区域的长度最短等约束条件，而这种需要在多个约束下实现多个目标需求的问题目前并没有行之有效的处理方案，因此，如何针对该情况提供一种有效的路径优化方案是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是：提供了一种基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，有效的解决了多目标及约束下的路径优化问题，且平衡了解决约束，即路径的可行性与收敛性之间的冲突，提供了多条等效最优路径供决策者选择，更利于实际应用。
2、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，包括：
3、获取待求解模型；
4、针对所述待求解模型生成包括可连通的n个路径个体的第一路径种群及第二路径种群，n为大于1的整数；
5、确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重及第二权重；
6、根据预设协同进化策略、
7、在达到预设迭代终止条件时，确定此时所述第一路径种群中的n个路径个体为表征所述待求解模型的解的n条等效最优路径。
8、本专利技术的有益效果为：本申请有效的解决了多目标及约束下的路径优化问题，且平衡了解决约束，即路径的可行性与种群收敛性之间的冲突，提供了多条等效最优路径供决策者选择，更利于实际应用。
9、进一步的，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重的步骤，包括：
10、根据当前迭代次数及第一预设关系式确定用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重；
11、所述第一预设关系式为：
12、
13、其中，ω1为所述第一权重，g为所述当前迭代次数，gmax为预设最大迭代次数。
14、进一步的，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第二权重的步骤，包括：
15、根据当前迭代次数及第二预设关系式确定用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第二权重；
16、所述第二预设关系式为：
17、
18、其中，ω2为所述第二权重。
19、本方案中，通过上述设置可以实现第一权重随着当前迭代次数的增大而减小，第二权重随着当前迭代次数的增大而增大，利于平衡路径的可行性与种群收敛性之间的冲突。
20、进一步的，根据预设协同进化策略、所述第一权重及所述第二权重对所述第一路径种群及所述第二路径种群进行协同搜索迭代，包括：
21、s21：利用智能优化算法分别确定所述当前迭代次数下所述第一路径种群的第一后代以及所述第二路径种群的第二后代；
22、s22：根据第一动态排序策略、所述第一权重及所述第二权重确定第一合体种群中各路径个体对应的第一约束排序值，以根据所述第一约束排序值及所述目标函数确定新的第一路径种群，所述第一合体种群包括所述第一路径种群、所述第一后代及所述第二后代；
23、s23：根据第二动态排序策略、所述第一权重及所述第二权重确定第二合体种群中各路径个体对应的第二约束排序值，以根据所述第二约束排序值及所述目标函数确定新的第二路径种群，所述第二合体种群包括所述第二路径种群、所述第一后代及所述第二后代；
24、s24：判断所述当前迭代次数是否达到预设最大迭代次数；若是，进入确定此时所述第一路径种群中的n个路径个体为表征所述待求解模型的解的n条等效最优路径的步骤；若否，进入s25；
25、s25：令当前迭代次数＝当前迭代次数+1，并进入确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重及第二权重的步骤。
26、本方案中，将第一路径种群与第二路径种群协同进化，当目标函数为最小化目标函数时，将第一约束排序值按照从小到大的顺序排序并进行选取即可得到新的第一路径种群，将第二约束排序值按照从小到大的顺序排序并进行选取即可得到新的第二路径种群。
27、进一步的，根据第一动态排序策略、所述第一权重及所述第二权重确定第一合体种群中各路径个体对应的第一约束排序值，包括：
28、针对所述第一合体种群中的各个路径个体，执行如下步骤：
29、确定所述路径个体对应的第一局部收敛值；
30、确定所述路径个体对应的第一局部约束值；
31、根据第三预设关系式确定所述路径个体对应的第一约束排序值；
32、所述第三预设关系式为：
33、f1(x)＝ω1×fcons(x)+ω2×fconv(x)
34、其中，f1(x)为所述第一约束排序值，x为所述路径个体，ω1为所述第一权重，fcons(x)为所述第一局部约束值，ω2为所述第二权重，fconv(x)为所述第一局部收敛值。
35、本方案中，通过上述设置可以使得第一约束排序值在迭代过程中先侧重局部约束质量后侧重局部收敛质量，利于协同进化迭代。
36、进一步的，确定所述路径个体对应的第一局部收敛值，包括：
37、根据第四预设关系式确定所述路径个体对应的第一局部收敛值；
38、所述第四预设关系式为：
39、
40、其中，fconv(x)为所述第一局部收敛值，p1为所述第一合体种群，y为所述第一合体种群中除去x之外的任意一个路径个体，rconv(x,y)基于第五预设关系式确定；
41、所述第五预设关系式为：
42、
43、其中，xcv为所述x对应的约束条件违反度，ycv为所述y对应的约束条件违反度。
44、进一步的，确定所述路径个体对应的第一局部约束值，包括：
45、根据第六预设关系式确定所述路径个体对应的第一局部约束值；
46、所述第六预设关系式为：
47、
48、其中，fcons(x)为所述第一局部约束值，rcons(x,y)基于第七预设关系式确定；
49、所述第七预设关系式为：
50、
51、其中，xcv为所述x对应的约束条件违反度，ycv为所述y对应的约束条件违反度。...
【技术保护点】
1.一种基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重的步骤，包括：
3.如权利要求1所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第二权重的步骤，包括：
4.如权利要求1至3任一项所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，根据预设协同进化策略、所述第一权重及所述第二权重对所述第一路径种群及所述第二路径种群进行协同搜索迭代，包括：
5.如权利要求4所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，根据第一动态排序策略、所述第一权重及所述第二权重确定第一合体种群中各路径个体对应的第一约束排序值，包括：
6.如权利要求5所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，确定所述路径个体对应的第一局部收敛值，包括：
7.如权利要求5所述的基于动态排
8.如权利要求4所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，根据第二动态排序策略、所述第一权重及所述第二权重确定第二合体种群中各路径个体对应的第二约束排序值，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第一权重的步骤，包括：
3.如权利要求1所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，确定当前迭代次数下用于平衡约束质量与收敛质量之间冲突的第二权重的步骤，包括：
4.如权利要求1至3任一项所述的基于动态排序的约束多模态多目标路径优化方法，其特征在于，根据预设协同进化策略、所述第一权重及所述第二权重对所述第一路径种群及所述第二路径种群进行协同搜索迭代，包括：
5.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国庆，王艺睿，董理，钮俊，董一鸿，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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