[發(fā)明專利]基于MPC-NSGA-II的設(shè)施布置多目標(biāo)優(yōu)化決策方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310088457.1
• 申請(qǐng)日: 2023-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115982827A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚剛;李銳;楊陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/27;G06F111/06
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 趙玉乾

1.基于MPC-NSGA-II的設(shè)施布置多目標(biāo)優(yōu)化決策方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確立影響裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施布置的若干重要影響因素，根據(jù)若干重要影響因素確定目標(biāo)函數(shù)、約束條件；所述目標(biāo)函數(shù)包括實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)最小化的第一目標(biāo)函數(shù)，經(jīng)濟(jì)效益最大化的第二目標(biāo)函數(shù)，以及吊裝時(shí)間最小化的第三目標(biāo)函數(shù)；所述約束條件包括場(chǎng)地邊界約束條件、設(shè)施重疊約束條件和塔吊覆蓋約束條件；

S2、基于經(jīng)典NSGA-II算法和約束條件設(shè)置多種群策略，引入種群POP-a和種群POP-b取代經(jīng)典NSGA-II算法中的單一種群；

S3、將種群POP-a和種群POP-b分別作為父代種群并進(jìn)行非支配排序；

S4、根據(jù)非支配排序結(jié)果對(duì)種群POP-a和種群POP-b進(jìn)行種群的選擇、交叉和變異，實(shí)現(xiàn)種群更新進(jìn)化，得到子代種群POP-a和子代種群POP-b；合并父代種群POP-a以及子代種群POP-a，形成新種群POP-a；合并父代種群POP-b以及子代種群POP-b，形成新種群POP-b；

S5、將約束非支配排序取代經(jīng)典NSGA-II算法中的非支配排序，并讓新種群POP-a和新種群POP-b進(jìn)行約束非支配排序；

S6、計(jì)算子代種群POP-a和子代種群POP-b中各個(gè)個(gè)體之間的擁擠程度；

S7、根據(jù)步驟S5和步驟S6分別從新種群POP-a和新種群POP-b中選擇個(gè)體，得到下一代父代種群POP-a和下一代父代種群POP-b；

S8、引入移民算子，將下一代父代種群POP-a和下一代父代種群POP-b中的最優(yōu)解替換掉對(duì)方種群的相對(duì)劣解，得到新父代種群POP-a和新父代種群POP-b；

S9、根據(jù)步驟S5和步驟S6分別從新父代種群POP-a和新父代種群POP-b中淘汰劣質(zhì)解，并記錄兩個(gè)種群中出現(xiàn)的最優(yōu)解，得到精英種群POP-c；

S10、循環(huán)步驟S4-S9，直至精英種群POP-c中最優(yōu)個(gè)體數(shù)量保持不變的代數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值，或者達(dá)到設(shè)定的最大迭代次數(shù)；

S11、輸出精英種群POP-c，種群個(gè)體為施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施布置的優(yōu)化方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MPC-NSGA-II的設(shè)施布置多目標(biāo)優(yōu)化決策方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S12、采用信息熵+TOPSIS綜合決策方法，對(duì)輸出的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施布置優(yōu)化方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而獲得最佳方案。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于MPC-NSGA-II的設(shè)施布置多目標(biāo)優(yōu)化決策方法，其特征在于：所述約束條件的總體表達(dá)式為：

其中g(shù)_i(x)為第i個(gè)不等式的約束條件，h_j(x)為第j個(gè)等式的約束條件，滿足其一即可；

所述場(chǎng)地邊界約束條件的計(jì)算公式如下：

其中，設(shè)待布置的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施i的形心坐標(biāo)為(x_i,y_i)，其x方向長(zhǎng)度為l_i，y方向長(zhǎng)度為h_i，建筑紅線橫坐標(biāo)范圍為a₁～a₂，縱坐標(biāo)范圍為b₁～b₂；

所述設(shè)施重疊約束條件的計(jì)算公式如下：

施工設(shè)施i和施工設(shè)施j，兩設(shè)施之間的規(guī)定防火距離為W_ij，應(yīng)至少滿足上式中的其中一條；

所述塔吊覆蓋約束條件的計(jì)算公式如下：

其中，固定式塔式起重機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)為(x_t,y_t)，塔吊臂臂長(zhǎng)為R_t，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施的坐標(biāo)為(x_c,y_c)。