[發明專利]基于混沌引力搜索的車輛路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201710246591.4
• 申請日: 2017-04-16
• 公開（公告）號: CN107423838A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 郭肇祿;王洋;鄢化彪;周才英;劉小生;余法紅;李康順
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所36116
• 代理人: 曾上

技術領域

本發明涉及車輛路徑規劃領域，尤其是涉及一種基于混沌引力搜索的車輛路徑規劃方法。

背景技術

車輛路徑規劃是現代運輸業中的重要課題。在現代運輸業中，人們常常會遇到如下車輛路徑規劃問題：給定了若干個運輸點的坐標位置，要求為一運輸車輛規劃一條路徑，使得該車輛需要從源運輸點出發然后經過每個運輸點一次且僅一次再回到源運輸點，并且要求使得該運輸車輛所經過路徑的耗費最小化。為了解決這個問題，人們往往通過設計啟發式的智能優化算法來求解。

引力搜索算法是一種新近涌現出來的智能優化算法，它已經成功地應用到了許多工程領域中。例如，高淑萍等發明了一種基于改進萬有引力算法的多時間窗車輛路徑選擇方法(專利號:201310470013.0)；王宇等提出了一種利用引力搜索算法來優化船舶艙室布置的方法(王宇,黃勝,廖全蜜,楊放青.基于引力搜索算法的船舶艙室布置方法[J].上海交通大學學報,2016,50(01):131-139)；李超順等提出了利用改進引力搜索算法來優化勵磁控制PID的參數(李超順,周建中,肖劍.基于改進引力搜索算法的勵磁控制PID參數優化[J].華中科技大學學報(自然科學版),2012,40(10):119-122)；蔣建國等提出了利用改進萬有引力搜索算法來分析邊坡穩定性的方法(蔣建國,譚雅,董立明,汪翠.改進的萬有引力搜索算法在邊坡穩定分析中的應用[J].巖土工程學報,2016,38(03):419-425)；李海濤等提出了利用量子萬有引力搜索來優化SVM的參數，并利用優化好的SVM對自動駕駛儀進行故障診斷(李海濤,何玉珠,宋平.基于量子萬有引力搜索的SVM自駕故障診斷[J].北京航空航天大學學報,2016,42(06):1093-1098)；巢淵等提出了利用廣義反向粒子群與引力搜索混合算法來優化多閾值圖像分割的方法(巢淵,戴敏,陳愷,陳平,張志勝.基于廣義反向粒子群與引力搜索混合算法的多閾值圖像分割[J].光學精密工程,2015,03:879-886)。

從現有的研究成果中可知，引力搜索算法在求解工程優化問題中表現出非常有潛力的性能。但傳統引力搜索算法在求解較大規模的車輛路徑規劃問題時容易出現收斂速度慢，規劃效率不高的缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于混沌引力搜索的車輛路徑規劃方法，它能夠在一定程度上克服傳統引力搜索算法在求解規模較大的車輛路徑規劃問題時容易出現收斂速度慢，規劃效率不高的缺點，本發明能夠提高車輛路徑規劃的效率。

本發明的技術方案：一種基于混沌引力搜索的車輛路徑規劃方法，包括以下步驟：

步驟1，輸入各運輸點的坐標位置，并得到運輸點的數量D；

步驟2，用戶初始化種群大小Popsize，最大評價次數MAX_FEs；

步驟3，令當前演化代數t＝0，當前評價次數FEs＝0；

步驟4，隨機產生初始種群其中個體下標i＝1,2,...,Popsize，并且為種群P_t中的第i個個體，其隨機初始化公式為：

其中維度下標j＝1,2,...,D，且存儲了D個運輸點的順序權值，表示第i個個體在每一維度上的速度大小，rand(0,1)為在[0,1]之間服從均勻分布的隨機實數產生函數；

步驟5，計算種群P_t中每個個體的適應值，然后保存種群P_t中的最優個體Best^t，并令當前評價次數FEs＝FEs+Popsize；

步驟6，執行引力搜索的基本操作算子，然后計算種群P_t中所有個體的適應值；

步驟7，令當前評價次數FEs＝FEs+Popsize；

步驟8，隨機選擇一個個體，并對選擇出來的個體執行混沌局部搜索操作，具體步驟如下：

步驟8.1，令混雜次數NL＝300+200×rand(0,1)；

步驟8.2，在[0,1]之間隨機產生一個不等于0.25，0.5和0.75的實數itk；

步驟8.3，令計數器kj＝0，并令迭代因子tp＝itk；

步驟8.4，令混沌因子tk＝4.0×tp×(1-tp)；

步驟8.5，令迭代因子tp＝tk，并令計數器kj＝kj+1；

步驟8.6，如果計數器kj大于NL，則轉到步驟8.7，否則轉到步驟8.4；

步驟8.7，在[1，Popsize]之間隨機產生一個的整數RM1；