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粒子群算法在综合布线中的应用(2)

时间:2013-12-28 10:23 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:谭岳武 谭阳 点击次数:


  Step4:若新方案合理(不存在l(x)>90),则计算新的总体布线长度L1,并且TNow←TNow+1;否则转Step3;Step5:若总体布线长度存在L1
  在给定初始值之后,可以根据实际问题规模的大小选择相适应的最大迭代次数TMax。因为对问题求解的工程目标通常为总体造价最低,在新解生成时应注意交换节点的数量是可以变化的,所以还要了解多少长度的连接距离和一个交换节点等价,并考虑多种数量的交换节点的设计方案,并通过实际情况加以选择。
  需要特别注意的是,在具体优化过程中可能会在算法执行中出现L1=L0,X1≠X0的情况,即不同的布线结构但布线总体长度一致的情况。本文的建议是采用随机的方式接受新方案,即设定一个随机数KRandom,若KRandom?0.5则接受新方案X0←X1,否则保留原有方案。
  4对比实验及分析
  A校办公楼对网络建设要求及基本格局情况:网络布局为单一水平结构,共有27间房间,其中包括2间会议室和1间网络管理室,普通房间需要布置2个信息接入端口,会议室A需要布置10个信息接入端口,会议室B需要布置8个信息接入端口,如图1所示。网络要求100Mbps到桌面,采用超5类双绞线材作为传输介质。
  普通房间的信息端口共计48个,会议室共计18个,总计信息端口66个。考虑交换端口的容量及以后可能新增加的终端,并留有部分供维护和替换的端口,采用了3台24口的交换设备。算法设定交换节点为3,网络终端接口为66,起始迭代数TNow=0,终止迭代数TMax=1000,计算目标为布线总体长度最小化Min(L0)。计算所使用的设备为酷睿2双核3.2GHz的CPU,内存为2GB。
  对比算法采用传统的"贪心算法"和"分支定界算法"两种算法。三种算法分别就该平面结构的布线工程进行10次给定不同的初始状态进行优化。表1为几种算法优化结果的比较。
  通过表1可以看出,在综合布线中运用了粒子群算法优化后,无论是平均目标出长度还是最优目标长度的值都优于传统算法,优化率分别为5.36%和6.57%。这说明粒子群算法运用在综合布线设计中有效,可以使得布线工程趋于最优化,使得工程费用得以降低,减少了在设计中的不合理浪费。
  从表2中可以看出,粒子群算法是三种对比算法中耗时最长的,这是因为粒子群算法是基于多重迭代计算的,每次迭代都需要对每个粒子进行比较和更新,所以时耗较长。但是从这里也可以看出,就目前时耗情况而言完全处于可以接受的范围内。加上粒子群算法本身所具备的天然并行性,若将其应用于计算机机群之上则可以获得更好的优化结果。
  5结束语
  综合布线系统工程中最为复杂的是水平子系统的结构优化,传统算法对于布线结构的优化程度不高,这在一定程度上造成了浪费。本文通过分析布线工程的计算模型,提出采用粒子群算法来对布线结构进行优化,相较传统算法获得的结果更好,使得工程应用中的费用得以降低,后续实验也证明本文方法的有效性。
  参考文献
  [1]何志议.智能大厦结构化综合布线系统设计方案综述[J].电气应用,2003(12):39-42.
  [4]李江涛.智能建筑结构化布线施工图计算机辅助优化设计研究[D].重庆:重庆大学,2004.
  [5]尚晓航,解文彬,马颂阳.介质长度对五类非屏蔽双绞线电气性能的影响[J].北京联合大学学报,2006,20(3):64-68.
  [6]JavadSadri,Agenetic.BinaryParticleSwarmOptimizationModel[C].2006IEEECongressonEvolutionaryComputationVancouver,BC,Canada,2006.1.
  作者简介:
  谭岳武(1948-),男,湖南望城人,副教授;现任教于湖南信息科学职业学院,主要从事算法理论、算法应用的研究。
  谭阳(1979-),男,湖南望城人,硕士,讲师,主要从事信息安全、智能计算等方向的研究。

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