改进蚁群算法在应急救援路线选择中应用地研究.pdf

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分类号 TP18 学校代码 10147


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硕士学位论文
改进蚁群算法在应急救援路线选择中
的应用研究
The Research and Application of Improved Ant
Colony Algorithm for emergency rescue route choice




作者姓名许堃
指导教师崔丽群副教授
申请学位工学硕士
学科专业计算机软件与理论
研究方向算法理论及应用
辽宁工程技术大学
致谢
两年半的研究生学习生涯即将结束,心中感想万千。在学习期间,我得到了学院很多
老师的悉心教导,很多同学的热心帮助,在这里,请让我向您们表示由衷的谢意!
首先感谢我的导师崔丽群副教授,本论文从选题、中期检查、初稿修改到最终定稿的
整个过程中,崔老师都给予了悉心的指导和帮助,并倾注了大量的心血,崔老师严谨的治
学态度、广博精深的专业知识、平易近人的作风和孜孜不倦的敬业精神让我在今后的研究、
工作和生活中终生受益。
感谢学院领导在学习、项目研究和社会实践上给予的关怀和支持。
感谢诸多老师在课题研究期间的悉心指导和帮助。
感谢实验室的兄弟姐妹们,我们共处一个良好的学习环境,共同走过两年多的时光,
共同求知、共同进步。同学的友谊是我最大的财富。
感谢我的父母,焉得援草,言树之背,养育之恩,无以回报,只有在今后的学习、工
作中继续努力的,你们永远健康是我最大的心愿。
最后,感谢百忙中评审本文的专家,感谢所有帮助、支持过我的师长、同学、朋友、亲人!
摘要
应急救援路线的选择关系到应急救援的成败,合理有效的选择应急救援路线对挽救生
命和财产具有重要意义,其属于组合优化问题。蚁群算法具有并行性、鲁棒性等优良特性
使其成为解决复杂组合优化问题的一种非常实用的优化算法,但蚁群算法也存在有求解速
度慢、算法稳定性差、易出现早熟或停滞等缺陷。文中主要研究了改进蚁群算法在应急救
援路线选择中的应用,为城市应急救援路线选择提供了有效的解决方案。针对蚁群算法的
缺陷和应急救援路线选择的特点,首先,将 TOP-K 排序算法用于优化蚁群算法,提出
信息素初始优化分布方法,解决蚁群算法初期由于蚂蚁选择路线的盲目性而导致的
算法收敛慢的问题。其次,将层次分析法融合到蚁群算法当中,通过增加路线权重
因子为蚂蚁选择路线提供决策策略,用于提高蚁群算法的稳定性。利用 matlab 进行
实验仿真,其结果表明 TOP-K 排序算法优化的蚁群算法的收敛速率有了明显的提
高,融合层次分析法后的蚁群算法不仅提高了算法的稳定性,同时也提高了算法的收敛
速率;此外根据实际应用提出了应急救援路线选择的蚁群算法的数学模型,并通过实
验证明该模型可以应用到解决应急救援路线选择问题方面,具有快速、高效的特点。


关键词:蚁群算法;TOP-K 排序算法;层次分析法;应急救援
- I -
Abstract
The choice of emergency rescue route related to the ess or failure of
emergency rescue, and it is great significance for saving lives and properties to select a
reasonable and effective emergency rescue route, and it belongs to the field of
combinatorial optimization. Ant colony algorithm has parallelism, robustness and other
excellent fe