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关键词

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能源 37

可持续发展 36

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改进的二进制人工蜂群算法 Research Articles

Rafet DURGUT

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第8期页码 1080-1091 doi: 10.1631/FITEE.2000239

摘要：人工蜂群算法是一种基于群体智能并受蜜蜂觅食行为启发的演变优化算法。由于人工蜂群算法已被开发用于搜索连续的搜索空间来获得最优解，因此需要对其进行修改以应用于二进制优化问题。本文修改了人工蜂群算法来解决二进制优化问题，并将其命名为改进的二进制人工蜂群算法。提出的方法包括基于适应值和不同决策变量选择的更新机制。因此，我们的目标是通过增加探索能力来防止人工蜂群算法陷入局部最小值。将改进的二进制人工蜂群算法与人工蜂群算法的3种变体和其他文献中的启发式算法进行了比较，并使用了大家熟知的OR-Library数据集，其中包含为无容量限制的设施选址位置问题准备的15个问题实例。

关键词：人工蜂群；二进制优化；无容量限制的设施选址位置问题（UFLP）

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改进二进制人工蜂群算法求解多维背包问题

王志刚,夏慧明

《中国工程科学》 2014年第16卷第8期页码 106-112

摘要：

针对二进制人工蜂群算法收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点，提出一种改进的二进制人工蜂群算法。新算法对人工蜂群算法中的邻域搜索公式进行了重新设计，并通过Bayes 公式来决定食物源的取值概率。将改进后的算法应用于求解多维背包问题，在求解过程中利用贪婪算法对进化过程中的不可行解进行修复，对背包资源利用不足的可行解进行修正。通过对典型多维背包问题的仿真实验，表明了本文算法在解决多维背包问题上的可行性和有效性。

关键词：人工蜂群算法多维背包问题贪婪算法组合优化

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基于量子元胞自动机的可逆二进制减法器设计 Article

Jadav Chandra DAS, Debashis DE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第9期页码 1416-1429 doi: 10.1631/FITEE.1600999

摘要：（quantum dot-cellular automata, QCA）可作为传统互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor, CMOS）电路的替代方案，具有可观的发展前景。研究者已开发多个基于QCA的可逆逻辑电路，但基于QCA的可逆二进制减法器研究却不多见。QCA低功耗和高电流密度的特点，使其可用于设计纳米尺度节能逻辑电路。然而，其对大量逻辑门的需求和不利的无用输出，可能限制基于QCA逻辑电路的功能。我们利用QCA设计并实现了一个DG门，实现了DG门的普遍特征。利用该DG门的QCA部分，可以获得新的可逆二进制减法器。相比现有可逆减法器，我们设计的减法器量子成本低，无用输出少。电路设计与模拟基于QCA Designer-2.0.3软件。

关键词：量子元胞自动机（quantum dot-cellular automata QCA）；可逆逻辑；DG门；二进制减法器；量子成本

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基于竞争的二进制多目标灰狼算法的快速紧凑天线拓扑优化 Research Article

董健,袁霞,王蒙

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第9期页码 1390-1406 doi: 10.1631/FITEE.2100420

摘要：为降低传统多目标天线拓扑优化问题的计算量，本文提出一种基于竞争的二进制多目标灰狼优化算法（CBMOGWO）。该方法引入种群竞争机制，以减轻电磁（EM）仿真的负担并获取适当的适应度值。此外，我们引入余弦振荡函数来改进原始二进制多目标灰狼优化算法（BMOGWO）的线性收敛因子，以在探索和开发之间达到良好平衡。然后，通过与原始BMOGWO和传统二进制多目标粒子群优化（BMOPSO）在12个多目标优化测试问题（MOTPs）和4个多目标背包问题（MOKPs）上比较，验证了CBMOGWO的性能。实验结果表明，与传统方法相比，CBMOGWO节省近一半的计算成本，这表明我们的方法对于复杂天线拓扑优化问题是高效的。它为基于多目标进化算法（MOEA）以灵活高效的方式探索新的和意想不到的天线结构提供了新思路。

关键词：天线拓扑优化；多目标灰狼算法；高维混合变量；快速设计

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用硅基激光器提高数据容量限制

Peter Weiss

《工程（英文）》 2019年第5卷第5期页码 824-825 doi: 10.1016/j.eng.2019.08.011

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基于深度学习紧致二进制编码的指纹索引 None

Chao-chao BAI, Wei-qiang WANG, Tong ZHAO, Ru-xin WANG, Ming-qiang LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第9期页码 1112-1123 doi: 10.1631/FITEE.1700420

摘要：实值特征的指纹索引已进行广泛研究，但二进制编码特征的研究相对较少，并且二进制编码特征更适合大规模指纹数据库的高效检索。首先，提出高效的有区分度的深度紧致二进制细节点圆柱体编码（deep compact binary minutia cylinder code，DCBMCC）作为指纹索引特征。提出一种新颖的深度神经网络学习指纹索引特征DCBMCC，设置网络倒数第二层直接输出为二进制编码。将独立性、平衡性、量化损失最小和相似性保持等重要属性结合在学习过程中。最后，设计了基于多索引哈希（multi-index hashing，MIH）的指纹索引模式，从而在汉明空间中进行高效精确的搜索。此外，许多公开数据库上的实验表明，本文提出的方法是一个卓越的指纹索引方法，在穿透率非常低的情况下仍然具有非常小的错误率。

关键词：指纹索引；细节点圆柱体编码；深度神经网络；多索引哈希

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中国农业资源环境分区

许尔琪

《中国工程科学》 2018年第20卷第5期页码 57-62 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.05.009

摘要：

中国农业资源环境问题日益突出，区域农业资源限制因素和环境制约问题各不相同。依据农业资源环境地域分异，以县域为制图单元，本文将全国划分为10 个一级区，57 个二级区。一级区依据气候条件和大地构造的地域分异，二级区根据水资源、土地资源和环境条件问题差异。分析了全国各分区农业生产条件、资源类型及其组合的特点、环境生产条件和存在问题，提出“优化东、中、西”空间布局和“提高东北，整治华北，恢复南方”战略，并划分了27 个承担主要农产品供给保障功能的“重点建设农产品产区”，指明其建设方向措施，以维护和改善我国农业生产系统的健康和可持续性。

关键词：资源环境优化空间布局重点建设农产品产区中国

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基于Jaya学习的独立光伏、风机和电池系统的最佳容量优化 Article

Asif Khan, Nadeem Javaid

《工程（英文）》 2020年第6卷第7期页码 812-826 doi: 10.1016/j.eng.2020.06.004

摘要：在独立环境中，确定混合型RES的最佳容量是一个非常重要的挑战。过去提出的元启发式算法依赖于特定算法的参数来获得最优解。本文提出了一种Jaya混合算法和一种基于“教与学”的优化算法（teaching–learning-based optimization, TLBO），称为JLBO算法，其用于确定PV-WT-电池混合系统的最优单位容量，从而以最小的年度总成本（total annual cost, TAC）满足消费者的负载需求。比较JLBO算法与原Jaya、TLBO和遗传算法的结果，结果表明，在TAC方面，PV-WT-电池混合系统是最经济的方案。与PV-电池和WT-电池系统相比，该系统可以为所有提出的LPSPmax值都提供一个经济有效的解决方案。

关键词：单位尺寸独立系统可再生能源储能系统优化负荷缺电率

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什么才是做出最佳基础设施投资的依据？经济因素？恢复力？或二者皆是？

David Singleton AM

《工程（英文）》 2018年第4卷第2期页码 180-181 doi: 10.1016/j.eng.2018.04.001

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区域性沉降对高速铁路基础设施影响的研究

康高亮

《工程（英文）》 2016年第2卷第3期页码 374-379 doi: 10.1016/J.ENG.2016.03.014

摘要：

本文对高速铁路线路基础沉降及差异沉降的主要影响因素进行了分析，提出局部地下水开采是影响线路差异沉降的直接诱因。通过对不同差异沉降量下无砟轨道附加荷载及高速行车过程中车辆、轨道和桥梁动力响应的研究，初步提出了运营期线路基础差异沉降控制标准。

关键词：区域沉降差异沉降无砟轨道附加荷载车辆&ndash 轨道动力学

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通过Twitter的地理位置标记和文本来了解印度金奈基础设施恢复能力的初步研究 Article

Wai K. Chong, Hariharan Naganathan, Huan Liu, Samuel Ariaratnam, Joonhoon Kim

《工程（英文）》 2018年第4卷第2期页码 218-223 doi: 10.1016/j.eng.2018.03.010

摘要：

地理位置标记是一种使用地理标识元数据来标记数据和信息的过程，文本挖掘是指通过数据分析从文本中获取信息的过程。地理位置标记和文本挖掘这两种方法常被用于分析丰富的社交媒体数据，如视频、网站、文本和二维（QR）代码。它们经常被用来模拟消费者行为和预测市场趋势。本研究使用这两种技术分析在2015 年印度金奈洪灾中获得的数据，从而了解了当地的基础设施的恢复能力。本文对社交媒体（主要是Twitter）的潜在用途进行了概念化研究，这能够帮助我们更好地了解基础设施的恢复能力。研究小组使用特征提取技术从在发洪水期间由印度金奈人发出的推文中提取出Twitter 数据。首先，本项研究指出，这些技术有助于从地理位置标记，包含位置的单词以及每个位置的推文频率来判别基础设施的位置、缺陷和故障程度。

关键词：社交媒体洪流工程设计

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网络设计问题的一种代理模型优化算法 Article

Meng LI, Xi LIN, Xi-qun CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1693-1704 doi: 10.1631/FITEE.1601403

摘要：由于其双层规划结构本质上的非凸性，交通网络设计问题一直以来都是交通规划领域中最为困难的问题之一。尤其在考虑混合了连续变量与离散变量的决策变量时，得到的混合网络设计形式进一步增加了问题的难度。本文引入了一种代理模型优化算法，用以解决三种不同种类的网络设计问题，包括连续、离散与混合的情形。我们证明了提出的算法在解决连续网络设计问题时，能够确保“渐进完全收敛”的性质，即在给定足够长的计算时间时，算法能够以概率1收敛到全局最优解。为了展示本文提出的框架在实际问题中的表现，我们用大量的算例对比了代理模型算法与大量用于解决网络设计问题的经典算法、启发式算法的效果。结果表明，以效率与精确度而论，代理模型算法是其中最优秀之一，同时它还能够有效地解决超过20个变量的较大规模的问题。本文提出的代理模型优化框架也能够用于解决交通领域的其他优化问题。

关键词：网络设计问题；代理模型优化；交通规划；启发式算法

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背包问题的混合粒子群优化算法

高尚,杨静宇

《中国工程科学》 2006年第8卷第11期页码 94-98

摘要：

经典的粒子群是一个有效的寻找连续函数极值的方法，结合遗传算法的思想提出的混合粒子群算法来解决背包问题，经过比较测试，6种混合粒子群算法的效果都比较好，特别交叉策略A和变异策略C的混合粒子群算法是最好的且简单有效的算法，并成功地运用在投资问题中。对于目前还没有好的解法的组合优化问题，很容易地修改此算法就可解决。

关键词：粒子群算法背包问题遗传算法变异

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一种改进的果蝇优化算法及其在旅行商问题求解中的应用 Article

Lan HUANG, Gui-chao WANG, Tian BAI, Zhe WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第10期页码 1525-1533 doi: 10.1631/FITEE.1601364

摘要：旅行商问题（traveling salesman problem, TSP）是经典的NP（non-deterministic polynomial）难问题，在实际工程中有许多应用。而果蝇优化算法作为一种用于求解TSP问题的新群智能算法，具有易于理解、实现简单等优点。然而，该算法收敛速度慢、易陷入局部最优，从而导致寻优精度不高。为了有效求解TSP问题，本文提出了三种改进方法，以优化果蝇算法在TSP求解中的应用。一是，更加注重果蝇觅食行为中的视觉搜索能力，从而增强果蝇算法的收敛能力；二是，在果蝇优化算法中融入了淘汰机制以增加种群多样性；三是，提出了逆序操作算子和乘法操作算子，并将这两种基本操作算子运用到果蝇算法求解TSP问题上。

关键词：旅行商问题；果蝇优化算法；淘汰机制；视觉搜索；操作算子

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应用完备集合固有时间尺度分解和混合差分进化和粒子群算法优化的最小二乘支持向量机对柴油机进行故障诊断 Article

俊红张,昱刘

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第2期页码 272-286 doi: 10.1631/FITEE.1500337

摘要：针对固有时间尺度分解算法的模态混叠问题和最小二乘支持向量机的参数优化问题，本文提出了一种新的基于完备集合固有时间尺度分解和混合差分进化和粒子群算法优化最小二乘支持向量机的柴油机故障诊断方法。该方法主要包括以下几个步骤：首先，为解决固有时间尺度分解算法的模态混叠问题，提出了一种完备集合固有时间尺度分解算法。随后，利用完备集合固有时间尺度分解算法将非平稳的柴油机振动信号分解为一系列平稳的旋转分量和残差信号。最后，提出了混合差分进化和粒子群算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化的方法，并通过将故障特征输入训练好的最小二乘支持向量机模型实现故障诊断。仿真和实验结果表明提出的故障诊断方法可以克服固有时间尺度分解的模态混叠问题，而且能够准确的识别柴油机故障。

关键词：柴油机；故障诊断；完备集合固有时间尺度分解；最小二乘支持向量机；混合差分进化和粒子群优化算法