基于迷宫算法和遗传算法的船舶管路路径规划

摘要

船舶管路的多样性和布局环境中约束的复杂性导致管路设计效率低下.为辅助设计人员提高管路设计效率并减少人为错误,提出了一种新的管路设计方法.首先,基于轴平行包围盒简化管路布局空间,利用栅格法对其进行离散化,并赋予空间网格特定的能量值,构建管路布局优化问题的数学模型.其次,基于遗传算法的框架,引入改进迷宫算法,提出管路路径规划方法,其中:迷宫搜索中引入辅助点的概念,增加了遗传算法中初始种群的多样性,有利于提高遗传算法的全局搜索能力;提出了定长度的编码方法,简化了管路染色体处理难度,提高了算法性能;基于引入方向优先搜索策略的迷宫算法,设计定长度编码遗传算子,保证了子代个体的质量,提高算法的收敛速度.最后,基于仿真试验,验证算法的性能.试验结果表明了该方法的可行性和高效率,以及其对实际管路布局工作具有指导意义.