基于蚁群算法的高层建筑布线优化设计和负荷计算

摘要

随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。这给高层建筑的电气设计带来了一些新的问题。 要提高高层建筑配电系统的可靠性，要正确选择各类配电设备的容量，就必须科学、合理的进行负荷计算。本文对负荷计算中的相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择作了较为详细的论述，并结合工程实例进行负荷计算，计算结果证明本文所述方法是正确合理，可在实际中应用。 高层建筑布线优化问题就是寻求一种优化方案，在满足相关约束条件和可靠性要求的条件下，使得投资费用和相关运行费用最小。这是一个离散的、非线性的复杂组合优化问题，传统优化方法解此类问题时往往需要做些简化，本文介绍了几种典型的智能优化算法，通过比较选择了蚁群优化算法。蚁群优化算法是一种随机搜索算法，是解决优化问题的比较新颖的一种启发式搜索技术。作为一种以群集智能为基础的搜索方法，蚁群算法通过由蚁群个体组成的群体的进化过程来寻求最优解，它具有许多优良性质和实际应用价值。 从蚂蚁的生物学基础出发，以蚁群算法的基本模型为基础，对算法进行了改进，提出了在连续空间优化问题中蚁群优化算法的思想。在新的算法模型中，目标函数没有任何可微甚至连续的要求，可有效克服经典算法易于陷入局部最优解的常见弊病。本文将蚁群优化算法应用于高层建筑布线的优化问题中去，通过模拟蚁群寻求从蚁巢到食物最短路径的过程来求解最优布线路径。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景及其研究意义

1.2现代住宅的智能设计及其综合布线

1.2.1安防自动化系统

1.2.2通讯自动化系统

1.2.3管理自动化系统

1.2.4智能住宅的综合布线

1.3优化算法的概述

1.3.1传统的经典最优化方法

1.3.2智能优化方法

1.4本课题的主要工作

2蚁群算法概述

2.1生物学基础

2.2蚁群算法生物学原理

2.3蚁群算法基本模型的描述

2.3.1旅行商问题

2.3.2蚁群算法的模型描述及在TSP问题中的实现

2.4蚁群算法的应用

3蚁群算法在函数优化中的应用

3.1蚁群算法的改进

3.2蚁群算法Fortran语言程序实现

3.2.1主函数流程图

3.2.2创建蚁群子函数流程图

3.2.3邻域搜索子函数流程图

3.3算法参数的选择

3.4蚁群算法的优点与存在的问题

3.4.1蚁群算法的优点

3.4.2蚁群算法存在的问题

4高层建筑配电设计的负荷计算

4.1负荷计算

4.2负荷计算的方法

4.2.1需用系数法

4.2.2利用系数法

4.2.3二项式法

4.2.4单位面积功率法，单位指标法

4.3负荷计算方法确定原则

4.4高层住宅的负荷计算

4.4.1高层住宅户内电力负荷的确定

4.4.2住宅建筑的公共电力负荷计算

4.4.3高层住宅单元电力负荷的计算方法

4.4负荷计算工程实例

4.4.1 B栋负荷计算及其导线选择

4.4.2 A栋负荷计算及其导线选择

5蚁群算法在高层建筑布线中的应用

5.1高层建筑布线的主要技术

5.2.1电压降

5.2.2损耗

5.2基于蚁群算法的高层建筑布线优化方法

5.3.1引入蚁群算法的原因

5.3.2建筑布线路径模拟表示模型

5.3.3平行布线和沿墙布线

5.3.4引力加速策略

5.3.4实例分析

5.3.5布线优化

6结论

参考文献

在学研究成果

致谢