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简析分块全局最短路径规划非线性优化策略

收藏本文 2024-02-20 点赞:29467 浏览:133632 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:系统全局最短路径规划作为非线性组合优化中的一个经典不足,在现实生活中有着广泛的运用,最小Steiner树不足是全局最短路径探讨的论述基础。由此探讨最小Steiner树的全局优化算法具有重要的论述作用和广泛的运用价值。由于最小Steiner树不足已被证明是NP-hard不足,除非P=NP,否则Steiner树不足不有着多项式时间算法,由此寻找合适的智能优化策略是求解此不足的有效途径。本论文在最小Steiner树的论述基础上结合可视化实验探讨系统全局最短路径的求解策略。以物理可视化实验为依托,采取实验→算法→实验→工程运用的技术探讨路线,对可视化实验结果进行浅析,探讨了可以构造出满最小Steiner树的简单系统的固定点集特点,结合Melzak的几何构图原理设计长边消去法构造出简单系统——F凸路上点集的最短路径即满最小Steiner树。由于复杂系统的满最小Steiner树不一定是最短路径,本论文设计分块消边算法在固定点的最小生成树上分解出包含长度较长的边的若干个F凸路,按照长边消去法构造个各个F凸路上固定点的满最小Steiner树并删除原有F凸路,以而构造出系统的全局最短路径。最小生成树在其它算法中常被作为最优解来检验算法结果,而分块消边算法则是对固定点的最小生成树进行优化,以求得到比其更短的线路长度,所以优化效果是非常有效的,本论文得到的结果与可视化实验结果近似比例最高达99.84%。本论文通过简单的图形实例验证了算法的可行性,并通过具体如实例河南省主要城市高速公路设计、最优通讯网络设计不足和海阳市电网设计,将利用分块消边算法得到的数据与最小生成树进行比较浅析,证明了算法的实用性与有效性。关键词:最小Steiner树论文最短路径论文长边消去法论文分块消边算法论文

    摘要2-3

    ABSTRACT3-7

    第1章 绪论7-14

    1.1 课题来源7

    1.2 探讨的背景、作用和近况7-10

    1.2.1 课题背景7-8

    1.2.2 探讨作用8-9

    1.2.3 探讨近况9-10

    1.3 论文的主要探讨内容10-13

    1.4 论文内容安排13-14

    第2章 最小 Steiner 树不足14-21

    2.1 最小 Steiner 树不足概述14-15

    2.2 最小 Steiner 树的分类15-18

    2.2.1 欧氏最小 Steiner 树15-16

    2.2.2 直线最小 Steiner 树16-17

    2.2.3 图的最小 Steiner 树17-18

    2.3 最小 Steiner 树的运用18-19

    2.4 Steiner 率19-20

    2.5 本章小结20-21

    第3章 求解最小 Steiner 树的分块消边算法21-35

    3.1 特殊点集的最小 Steiner 树21-25

    3.1.1 Graham 猜想21

    3.1.2 梯子形、直角波、锯齿形最小 Steiner 树的探讨:21-22

    3.1.3 可视化实验-最短路径可视化仪22-25

    3.2 长边消去法25-31

    3.2.1 基本概念25-26

    3.2.2 三点系统26-27

    3.2.3 四点系统27-28

    3.2.4 五点系统28-29

    3.2.5 六点以上的系统29-31

    3.3 分块消边算法31-34

    3.4 本章小结34-35

    第4章 分块消边法的实例验证与工程运用案例35-44

    4.1 实例比较验证35-38

    4.1.1 利用分块消边算法构造 7 个点的最短路径35-36

    4.1.2 利用分块消边算法构造 9 个点的最短路径36-38

    4.2 工程运用38-43

    4.2.1 河南省高速公路设计38-40

    4.2.2 最优通讯网络设计40-42

    4.2.3 海阳电网优化设计42-43

    4.3 本章小结43-44

    第5章 结论与展望44-45

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