[发明专利]基于自适应差分进化算法的公共场所护栏布局优化方法

权利要求书

1.一种基于自适应差分进化算法的公共场所护栏布局优化方法，其特征在于，所述护栏布局优化方法包括以下步骤：

S1、初始化：产生种群P和外部归档A，初始化JADE参数，所述种群P包含NP个目标向量，对每个所述目标向量基于护栏布局进行编码，利用人群行为仿真技术，衡量区域内的拥挤程度，计算所有初始所述目标向量的适应值；所述步骤S1中的所述目标向量按如下方式进行编码：

X＝[x₁,x₂,x₃,x₄]其中，0≤x₁、x₂、x₃、x₄1，X为编码了护栏布局的目标向量，是一个包含四个元素的浮点数向量，用来编码护栏布局序列，x₁和x₂共同决定护栏入口的位置；x₃和x₄决定连接护栏入口和电梯口的护栏绘制方式；

S2、对所述种群P中的每个所述目标向量，根据所述JADE参数，从所述种群P和所述外部归档A中选取辅助向量，构建测试向量；计算所述测试向量的适应值；对所述测试向量进行解码得到护栏序列；进行适应度评估；执行选择操作更新所述种群个体，计算新个体目标向量的适应值，并将被淘汰的个体加入到所述外部归档A；其中对所述测试向量进行解码，按如下方式操作：

将所述测试向量对应的四个浮点数(x₁,x₂,x₃,x₄)解码成离散型的整数四元组(B,W,G,H)，以便绘制护栏，对应关系如下：

其中，MAX_LEN是人为设定的护栏的最大边长，B和W用于决定护栏入口的位置，B用于决定护栏在平行电梯开口方向上延伸单位的数量，W用于决定护栏在垂直电梯开口方向上延伸单位的数量；G和H的取值共有四种组合：(0,0)，(0,1)，(1,0)，(1,1)；每一种组合对应连接护栏入口和电梯口的一种护栏绘制方式；

S3、自适应更新所述JADE参数和所述外部归档A；

S4、重复执行步骤S2和步骤S3，直到达到设定的最大迭代次数，并将最后一次迭代产生的护栏序列作为最终的护栏布局输出。

2.根据权利要求1所述的基于自适应差分进化算法的公共场所护栏布局优化方法，其特征在于，所述步骤S2中所述测试向量经变异和交叉产生，按如下步骤操作：

S21、执行变异操作：

初始化之后,采用变异策略“DE/current-to-pbest”对所述种群P中的NP个个体进行变异操作，生成新的变异向量V_i,所述变异策略可以用下式表达：

V_i＝X_i+F_i*(X^p_best-X_i)+F_i*(X_r1-X_r2)

其中，X_i为所述种群P中的第i个个体，i＝1,2,...,NP，X^p_best是从当代所述种群中适应值靠前的100p％的个体中随机选择的个体,p∈(0,1]，X_i，X_r1从当代所述种群P中随机选择产生，X_r2则是从当代所述种群P和所述外部归档A的并集中随机选取产生，F_i为变异因子，是与X_i关联的参数；

S22、执行交叉操作：

变异操作完成后,对当代种群个体进行交叉操作，得到所述测试向量U_i，交叉方式如下：

其中，U_i，j是所述测试向量U_i中的第j个元素，i＝1,2,...,NP，j＝1,2,3,4，j_rand是在区间[1,4]中随机产生的一个整数，用来确保U_i,j跟X_i,j至少有一个基因位点不同；CR_i为交叉率，是跟X_i相关联的一个参数。