CC BY
6УДК 004.02
Шефер А.А.
студент кафедры информационных систем в строительстве Донской государственный технический университет (Россия, г. Ростов-на-Дону)
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА К
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ МНОГОСЛОЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
КОНСТРУКЦИЙ
Аннотация: в данной статье рассматриваются особенности применения генетического алгоритма к существующей информационной системе теплотехнического расчета для исследования оптимизации проводимого расчета.
Ключевые слова: генетический алгоритм, теплотехнический расчет.
Генетический алгоритм - это эвристический алгоритм поиска наилучшего решения, применяемый в задачах оптимизации и моделирования путем последовательного комбинирования, подбора и вариации искомых параметров. Данный алгоритм позволяет получить из набора начальных теплотехнических и теплофизических параметров эталонный набор величин, которые, при передаче в фитнес функцию, дадут достоверный результат. Для использования генетического алгоритма были отобраны исходные данные - это диапазоны изменения толщин слоев стеновой многослойной панели, полученные с помощью существующей информационной системы теплотехнического расчета многослойных элементов конструкций, имеющих постоянные теплофизические и теплотехнические параметры. Данные параметры переданы в генетический алгоритм и использованы в таких функциях как: селекция, кроссовер(скрещивание) и мутация.
Начальные данные выбраны исходя из полученных решений, путем вариации искомых параметров слоев стены. Количество параметров оптимизации варьировалось
от трех до пяти. Эти параметры формируют начальное поколение, которое в дальнейшем определяет исходную популяцию.
На этапе селекции полученная популяция подвергается отбору по наилучшему совпадению с эталонным решением поставленной задачи, погрешность для каждого значения одинакова. Отобранные значения передаются в функцию кроссовера.
На этапе кроссовера отобранные значения скрещиваются между собой, имитируя пару «родительских хромосом». Происходит случайное разделение хромосом в точке, выбранной случайным образом. Отсеченные гены (исходные параметры популяции) меняются местами и формируют генотип потомков.
С фиксированной вероятностью в пять процентов происходит этап мутации. На данном этапе «наследник» модифицируется вручную, то есть его значение заменяется на случайное, и, в дальнейшем, уже новое значение передается в начало цикла.
Результаты численных расчетов по применению алгоритма показали его эффективность как в случае однокритериальной постановки задачи, так и при наличии нескольких критериев, путем сведения её к однокритериальной, методами линейной свертки или выбора главного критерия.
Список литературы:
1. Панченко, Т.В. Генетические алгоритмы: учебно-методическое пособие / под реакцией Ю. Ю. Тарасевича. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2007. - 87 с.
2. Общая теория по генетическим алгоритмам URL: http://www.neuroproject.ru/genealg.php (дата обращения 20.03.2019)
