[发明专利]基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法

说明书

本发明涉及工程项目施工技术领域，为解决包络面选取时面积过大的问题，具体是一种基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法，包括：1、生成第一代包络面集合；2、包络面集合进化，进化方式包括选择、交叉及变异；步骤3、不良个体替换；步骤4、判断每代包络面集合中面积最小的包络面是否满足精度需求，若满足，该面积最小的包络面即为目标包络面，若不满足，重复步骤2‑4直至获得目标包络面。采用上述步骤可以获取到最优包络面，从而减少施工量，降低工程项目总成本，节约土地资源。

技术领域

本发明涉及工程项目施工技术领域，具体是一种基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法。

背景技术

在实际工程项目中，施工方往往需要确定一个包络面(施工平面)进行施工，该包络面通常由确定数量的有向施工点连接而成，要求能包络所有的项目所在区域，项目所在区域一般为数量极多的边界点确定的封闭式区域。为减少施工量和工程项目成本，施工点的选取一般以包络面的面积最小为原则。但是实际施工中，施工方没有统一的施工点选取方法，通常按照人工经验选取，只能保证能够包络项目所在区域，不能确保和验证所选取的施工点为最优施工点，造成包络面面积过大从而造成成本损失、土地资源浪费。

发明内容

为了获取最优包络面，减少施工量，降低工程项目总成本，节约土地资源，本发明提供了一种基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法，包括：

步骤1、生成第一代包络面集合：随机生成N个包络面组成第一代包络面集合，所述包络面由M个有向施工点连接而成；

步骤2、包络面集合进化：通过选择、交叉及变异从上一代包络面集合中进化选取出N个包络面组成下一代包络面集合，所述选择为通过在上一代包络面集合中选取N次获得包络面集合a，所述交叉为在包络面集合a中任意两个包络面的有向施工点交叉生成新个体，所述变异为有向施工点在半径为M的圆周内波动生成新个体；

步骤3、不良个体替换：随机生成包络面替换步骤2中生成的不满足包络条件的新个体；

步骤4、判断每代包络面集合中面积最小的包络面是否满足精度需求，若满足，该面积最小的包络面即为目标包络面，若不满足，重复步骤2-4直至获得目标包络面。

进一步地，所述步骤2包络面集合进化还包括最优包络面保存，将上一代包络面集合中面积最小的个体保存到下一代包络面集合中。

进一步地，所述步骤2在进行选择时包络面的面积越小选择到的概率越大。

进一步地，所述步骤1中随机生成100个包络面组成第一代包络面集合，所述包络面由15个有向施工点连接而成。

本发明相比于现有技术具有的有益效果是：利用遗传算法对最优施工点进行人工智能选取，在迭代进化的过程中，使每一代种群中的最优个体逐渐趋近于全局最优，最终生成满足精确度条件的最优包络面，并且可以验证所选取包络面的全局最优性，进而达到最大程度地减少施工量，降低工程项目总成本，节约土地资源的目的；另外，在迭代选取最优包络面时增加了最优包络面保存步骤，通过该步骤可以防止优良个体在进化过程中遗失，还可以提高遗传算法的进化速率，减少进化到相同的精确度所需要的迭代时间。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示,基于改进遗传算法的最优施工点包络面选取方法，包括：