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时空视角下的动态多目标进化算法研究综述

控制与决策 2024年第1期39卷 1-16页

作者：范勤勤李盟黄文焘姜庆超上海海事大学物流研究中心上海201306 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237

现实中的多目标优化问题会随着时间或环境的变化而发生改变,因此在全周期优化过程中,环境变化检测和算法响应是求解动态多目标优化问题的两大关键步骤,为此重点对动态多目标进化算法方面的研究进行总结.为有效求解动态多目标优化问题,... 详细信息

现实中的多目标优化问题会随着时间或环境的变化而发生改变,因此在全周期优化过程中,环境变化检测和算法响应是求解动态多目标优化问题的两大关键步骤,为此重点对动态多目标进化算法方面的研究进行总结.为有效求解动态多目标优化问题,大量追踪性能优良的动态多目标进化算法在近20年里被提出,但是很少有文献从时空角度对已有研究进行分析和报道,鉴于此,从该视角对动态多目标进化算法研究进行综述.首先介绍动态多目标优化的基本概念、问题和性能指标;然后从时空视角对近5年提出的动态多目标进化算法研究进行分别介绍;最后列出目前动态多目标进化算法方面研究存在的一些挑战,并对未来研究进行展望.

关键词：进化计算动态多目标优化全周期优化时变空变

以古诗词为情境的初中物理教学探究——以苏科版物理教材八(上)“光现象”单元复习课为例

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初中生世界（初中教学研究） 2024年第1期 67-69页

作者：范勤勇江苏省南通市东方中学

《义务教育物理课程标准(2022年版)》在课程内容结构增设了“跨学科实践”一级主题,强化了各学科间的相互联系,旨在发展学生跨学科应用知识的能力,为学生核心素养的培养与发展打下坚实基础。作为中华文化瑰宝的古诗词,记载着许多古人对... 详细信息

《义务教育物理课程标准(2022年版)》在课程内容结构增设了“跨学科实践”一级主题,强化了各学科间的相互联系,旨在发展学生跨学科应用知识的能力,为学生核心素养的培养与发展打下坚实基础。作为中华文化瑰宝的古诗词,记载着许多古人对物理现象和规律的描述。教师以古诗词为情境,让学生在感受文化意境的同时,体悟物理知识,用物理的思维去了解诗人所描绘的意境,能够实现知识与能力的双向发展。下面,笔者以“光现象”单元复习课为例,具体阐述如何开展以古诗词为情境的初中物理复习课教学。

关键词：单元复习课初中物理教学古诗词物理现象课程内容结构文化意境物理知识情境

基于分区和多子种群的多模态多目标粒子群优化算法

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控制工程 2024年

作者：袁浩黄文焘姜庆超范勤勤华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海海事大学物流研究中心上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室

寻找一个好的近似帕累托前沿和找到足够多的等效帕累托解是多模态多目标优化的两个重要目标。为此，提出一种基于分区和多子种群的多模态多目标粒子群算法(Multi-modal and multi-objective particle swarm algorithm based on zoning s... 详细信息

寻找一个好的近似帕累托前沿和找到足够多的等效帕累托解是多模态多目标优化的两个重要目标。为此，提出一种基于分区和多子种群的多模态多目标粒子群算法(Multi-modal and multi-objective particle swarm algorithm based on zoning search and multi-subpopulation，MMOPSO-ZSMS)。在MMOPSO-ZSMS算法中，为了降低搜索难度，采用分区策略对整个搜索空间进行划分以获得多个子空间；随后，在每个子空间中独立使用一种基于多子种群的多模态多目标粒子群算法对其进行搜索，从而找到更多有潜力的等效帕累托解。为测试所提算法性能，实验选取22个多模态多目标优化问题，并与七种多模态多目标算法进行比较。实验结果表明，相比于其它算法，MMOPSO-ZSMS算法不仅能够在决策空间找到更多的等效帕累托解，而且能够在目标空间找到多样性和逼近性好的帕累托前沿逼近。

关键词：多模态多目标优化进化计算分区搜索多子种群粒子群算法

基于数据驱动子空间的光伏并网发电系统孤岛检测方法

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电源学报 2024年

作者：陈恩怜陈建民张依恋范勤勤中国舰船研究设计中心上海海事大学物流研究中心上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室

近年来，光伏并网发电技术迅速发展，然而也带来了孤岛效应等威胁。实现对孤岛效应的实时监测对于保障光伏发电系统运行的稳定性具有重要意义。因此，本文针对光伏并网发电系统孤岛故障，提出了一种基于数据驱动子空间的孤岛检测方案。... 详细信息

近年来，光伏并网发电技术迅速发展，然而也带来了孤岛效应等威胁。实现对孤岛效应的实时监测对于保障光伏发电系统运行的稳定性具有重要意义。因此，本文针对光伏并网发电系统孤岛故障，提出了一种基于数据驱动子空间的孤岛检测方案。首先，以公共耦合节点处(Point of Common Coupling， PCC)电压基波与电压的二次谐波信号作为检测孤岛的依据，设计基于子空间辨识方法的电压基波输出预测器；设计孤岛检测自适应滤波器实时跟踪电压基波信号并放大电压基波信号生成残差信号，进而根据残差信号和电压二次谐波信号设计孤岛故障检测器，判断系统是否遭受孤岛故障；最后通过仿真实验验证所提方法的有效性。

关键词：孤岛检测数据驱动子空间辨识光伏并网发电系统

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融合动态窗口法的无人机动态路径规划算法

系统仿真学报 2024年第8期36卷 1843-1853页

作者：刘斌兰莹黄文焘范勤勤上海海事大学物流研究中心上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

为解决路径规划算法在复杂动态环境下寻优性能和避障能力差的问题,提出一种融合动态窗口法的无人机动态路径规划算法(UAV dynamic path planning algorithm combined with DWA,UAVDPPA-DWA)。为获取无人机在静态环境下的最佳引导路径,... 详细信息

为解决路径规划算法在复杂动态环境下寻优性能和避障能力差的问题,提出一种融合动态窗口法的无人机动态路径规划算法(UAV dynamic path planning algorithm combined with DWA,UAVDPPA-DWA)。为获取无人机在静态环境下的最佳引导路径,提出了一种基于偏移程度和障碍物距离评估的改进椭圆切线图算法;如果无人机检测到有移动障碍物,那么通过自适应参数的动态窗口法生成局部避障轨迹;否则,无人机仍沿静态环境下所获得的引导路径飞行。提出多种类型的复杂动态避障场景,并从路径长度和飞行时间两方面来验证所提算法的性能。实验结果表明:相比DWA、A*-DWA、RRT-DWA和PRM-DWA算法,UAV-DPPA-DWA不仅有较强的避障能力得到可行飞行轨迹,还能以短时间沿最佳路径完成任务。

关键词：无人机路径规划椭圆切线图法动态窗口法动态避障

基于分区搜索和强化学习的多模态多目标头脑风暴优化算法

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计算机应用研究 2024年第8期41卷 2374-2383页

作者：李鑫余墨多姜庆超范勤勤上海海事大学物流研究中心上海201306 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237

维持种群多样性和提高算法搜索效率是多模态多目标优化亟需解决的两大问题。为解决以上问题,提出了一种基于分区搜索和强化学习的多模态多目标头脑风暴优化算法(MMBSO-ZSRL)。在MMBSO-ZSRL中,首先将决策空间分解为多个子空间以降低搜索... 详细信息

维持种群多样性和提高算法搜索效率是多模态多目标优化亟需解决的两大问题。为解决以上问题,提出了一种基于分区搜索和强化学习的多模态多目标头脑风暴优化算法(MMBSO-ZSRL)。在MMBSO-ZSRL中,首先将决策空间分解为多个子空间以降低搜索难度和维持种群多样性;然后,使用SARSA(state-action-reward-state-action)算法来平衡头脑风暴算法的全局探索和局部开发能力;并使用特殊拥挤距离来挑选个体来指导种群进化。为了验证所提算法的性能,选取六种先进的多模态多目标优化算法来进行比较,并选取IEEE CEC2019多模态多目标问题基准测试集来对所有比较算法的性能进行测试。实验结果表明,MMBSO-ZSRL的整体性能要显著优于其他六种比较算法。MMBSO-ZSRL不仅可以找到多样性和逼近性更好的帕累托前沿,而且可以在决策空间找到更多的帕累托最优解。

关键词：多模态多目标优化头脑风暴优化算法强化学习 SARSA算法分区搜索

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基于动态多目标进化算法的沉管浮运

计算机与数字工程 2024年第08期 2498-2504页

作者：李红宇范勤勤上海海事大学物流研究中心上海交通大学电子信息与电气工程学院

沉管法是建设水下大型隧道工程的重要工法。因此，沉管浮运是一项至关重要的任务。目前研究大都只考虑静态环境下的沉管浮运，但是实际的沉管浮运往往是一个动态多目标优化问题。为此，论文建立沉管浮运动态多目标优化模型。在该模型中... 详细信息

沉管法是建设水下大型隧道工程的重要工法。因此，沉管浮运是一项至关重要的任务。目前研究大都只考虑静态环境下的沉管浮运，但是实际的沉管浮运往往是一个动态多目标优化问题。为此，论文建立沉管浮运动态多目标优化模型。在该模型中，将沉管浮运的效率、安全性、鲁棒性作为三个目标。其次，根据实际情况将浮运方向和水流流速作为模型动态变量。最后，使用基于并行计算和滑动时间窗的动态多目标优化算法来对其进行求解。实验结果表明，相比于新近提出的知名动态多目标进化算法，基于并行计算的滑动时间窗（sliding time window based on parallel computing,STW-PC）方法可以辅助多目标进化算法得到更好解集；可以为动态环境下的沉管浮运提供有效决策支持。

关键词：沉管浮运动态多目标优化进化计算高性能计算

Multi-Robot Task Allocation Using Multimodal Multi-Objective Evolutionary Algorithm Based on Deep Reinforcement Learning

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 2024年第3期29卷 377-387页

作者：苗镇华黄文焘张依恋范勤勤 Logistics Research Center Shanghai Maritime UniversityShanghai 201306China Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion of Ministry of Education Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Key Laboratory of Marine Technology and Control Engineering of Ministry of Communications Shanghai Maritime UniversityShanghai 201306China

The overall performance of multi-robot collaborative systems is significantly affected by the multi-robot task *** improve the effectiveness,robustness,and safety of multi-robot collaborative systems,a multimodal multi-objective evolutionary algorithm based on deep reinforcement learning is proposed in this *** improved multimodal multi-objective evolutionary algorithm is used to solve multi-robot task allo-cation ***,a deep reinforcement learning strategy is used in the last generation to provide a high-quality path for each assigned robot via an end-to-end *** with three popular multimodal multi-objective evolutionary algorithms on three different scenarios of multi-robot task allocation problems are carried out to verify the performance of the proposed *** experimental test results show that the proposed algorithm can generate sufficient equivalent schemes to improve the availability and robustness of multi-robot collaborative systems in uncertain environments,and also produce the best scheme to improve the overall task execution efficiency of multi-robot collaborative systems.

关键词： multi-robot task allocation multi-robot cooperation path planning multimodal multi-objective evo-lutionary algorithm deep reinforcement learning

血清单核细胞趋化蛋白-2和生长分化因子-15对重度抑郁症患者自杀意念的影响

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中国临床研究 2024年第8期37卷 1229-1233页

作者：许冰岚薛斌杜熔淦范勤毅哈尔滨市第一专科医院精神科黑龙江哈尔滨150000 哈尔滨市第一专科医院康复科黑龙江哈尔滨150000

目的分析血清单核细胞趋化蛋白-2(MCP-2)、生长分化因子-15(GDF-15)与重度抑郁症(MDD)患者人格特征的相关性及对自杀意念的影响。方法选取2022年1月至2023年6月哈尔滨市第一专科医院收治的149例MDD患者作为MDD组,选取同期体检健康的... 详细信息

目的分析血清单核细胞趋化蛋白-2(MCP-2)、生长分化因子-15(GDF-15)与重度抑郁症(MDD)患者人格特征的相关性及对自杀意念的影响。方法选取2022年1月至2023年6月哈尔滨市第一专科医院收治的149例MDD患者作为MDD组,选取同期体检健康的志愿者75例作为健康组。采用酶联免疫吸附法检测血清MCP-2、GDF-15水平,采用艾森克人格问卷(EPQ)评估人格特征。Pearson法分析血清MCP-2、GDF-15与EPQ评分的相关性。根据有无自杀意念分组,采用多因素logistic回归及受试者工作特征(ROC)曲线分析各因素对MDD患者产生自杀意念的预测价值。结果 MDD组血清MCP-2、GDF-15水平均高于健康组(P<0.05)。149例MDD患者中56例(37.58%)产生自杀意念。HAMD评分高、睡眠质量较差、重度焦虑、有自杀未遂史及血清MCP-2、GDF-15高水平是MDD患者产生自杀意念的独立危险因素(P<0.05)。血清MCP-2、GDF-15单独及联合预测MDD产生自杀意念的AUC分别为0.679、0.675和0.819。结论 MDD患者血清MCP-2、GDF-15水平与MDD患者人格特征关系密切,血清MCP-2、GDF-15升高为MDD患者产生自杀意念的危险因素。

关键词：抑郁症重度单核细胞趋化蛋白-2 生长分化因子-15 人格特征自杀意念