基于引力搜索算法的舱室分布方案设计

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1、第３７卷第１期哈尔滨工程大学学报Ｖｏｌ．３７№．１２０１６年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎ．２０１６基于引力搜索算法的舱室分布方案设计王宇，黄胜，廖全蜜，李想（哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：舰船舱室布置设计过程中需考虑的问题繁多，设计方案往往需要反复修改。为了提高舰船舱室布置设计的质量和效率，提出了一种舱室分布方案设计方法。首先针对舱室在舰船某一层带有主要结构的甲板上的分布问题，依据设计规范、统计规律以及设计经验等，在分析舱室布置要求的基础上建立了环境因素、技术要求、重量分布和

2、面积目标函数，形成数学模型。然后将引力搜索算法基于小生境技术改进成多目标引力搜索算法并引入到模型中，从而搭建出舱室分布方案设计模型。最后通过算例进行试验，试验结果显示所得方案可较好的符合设计要求，说明方法具有一定的合理性和可行性。关键词：舱室布置设计；引力搜索算法；小生境；多目标优化；智能优化算法；计算机辅助设计ｄｏｉ：１０．１１９９０／ｊｈｅｕ．２０１４１００５６网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．ｕ．２０１５１２２１．１５２２．０２０．ｈｔｍｌ中图分类号：Ｕ６６２．３文献标志码：Ａ文章编号：１００

3、６⁃７０４３（２０１６）０１⁃００４８⁃０５ＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｓｈｉｐｃａｂｉｎｓｕｓｉｎｇａｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍＷＡＮＧＹｕ，ＨＵＡＮＧＳｈｅｎｇ，ＬＩＡＯＱｕａｎｍｉ，ＬＩＸｉａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｓｈｉｐｃａｂｉｎｓａｒｅｓｏｃｏｍｐｌｅｘｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｅｎｎ

4、ｅｅｄｓｔｏｂｅｒｅｖｉｓｅｄｒｅ⁃ｐｅａｔｅｄｌｙｔｏｒｅａｃｈａｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｌａｙｏｕｔｄｅｓｉｇｎ，ａｃａｂｉｎｌａｙｏｕｔｄｅｓｉｇｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌａｗｓ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｄｅｓｉｇｎｅｒｓ，ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｗｉｔｈｆｏｕｒｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗ

5、ａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ｔａｋｉｎｇａｃｃｏｕｎｔｏｆｅｎｖｉ⁃ｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｗｅｉｇｈｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｒｅａ．Ｎｅｘｔ，ａｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｎｉｃｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｔｈ

6、ａｔｗｅｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｍｅｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｎｏｖｅｌａｐｐｒｏａｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｂｉｎｌａｙｏｕｔｄｅｓｉｇｎ；ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｎｉｃｈｅ；ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｄｅｓｉｇｎ［７］船舶设计作为一个复杂的过程，设计方案往往了数学模型。引入引力搜索算法（ＧＳＡ）并基于［１⁃２］［８⁃９］需要在诸多

7、建议之间反复协调。随着计算机技小生境技术进行改进，和数学模型构成舱室分术不断发展，大量研究工作投入到计算机辅助设计布设计模型。中。计算机辅助船舶设计技术，目前处在国际领先１需求分析水平的有美国的先进舰船综合模型开发与评估工具ＡＳＳＥＴ和英国的舰船概念设计工具Ｐａｒａｍａｒｉｎｅ。然舰船舱室分布设计主要考虑技术要求、重量分［１０⁃１１］而实际上计算机辅助设计在船舶领域并未受到足够布、面积及某些环境因素方面等的要求。［３］的重视，与其他领域存在差距，在已有船舶舱室布置技术要求方面包括安全性、通达性。某些舱设计的研究中，Ｌｅｅ等所建立的模型存在考虑因素室如弹药储备

8、舱室需要布置在安全性较高的位置，［３⁃５］不全面和只