基于GA遗传算法的拱桥静载试验车辆最优布载matlab仿真

本文涉及的产品
智能开放搜索 OpenSearch行业算法版,1GB 20LCU 1个月
实时数仓Hologres,5000CU*H 100GB 3个月
实时计算 Flink 版,5000CU*H 3个月
简介: 本程序基于遗传算法(GA)实现拱桥静载试验车辆最优布载的MATLAB仿真,旨在自动化确定车辆位置以满足加载效率要求(0.95≤ηq≤1.05),目标是使ηq尽量接近1,同时减少车辆数量和布载耗时。程序在MATLAB 2022A版本下运行,展示了工况1至工况3的测试结果。通过优化模型,综合考虑车辆重量、位置、类型及车道占用等因素,确保桥梁关键部位承受最大荷载,从而有效评估桥梁性能。核心代码实现了迭代优化过程,并输出最优布载方案及相关参数。

1.程序功能描述
基于GA遗传算法的拱桥静载试验车辆最优布载matlab仿真。主要是为了实现桥梁静载试验自动化布载(确定车辆位置使得满足加载效率ηq的要求,0.95≤ηq≤1.05),总体要求是ηq尽量靠近1,所用的加载车辆尽量少,进行布载耗时越少越好。

2.测试软件版本以及运行结果展示
MATLAB2022A版本运行

工况1:
088fd48e72ac55fc3bf909199651f8fa_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg
659eae9e4cd2e25662e591e406eb93fe_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

工况参数如下:

a15a89e1b87f507e926a94f2b02d10f6_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

工况2:

7cebac14c6d5d90b0bcbe6da81c7f053_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg
2c0a0eb0b4d0e9e4f77480ecd343ab15_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

工况参数如下:

2bd222c7d1f889fd6971d105c5eaed8d_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

工况3:
97531451c00a8ebc7fc7dce27f05a46f_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg
fb2a13705827d6f525f75a481261ad32_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

工况参数如下:
65f5d3c9ba40a7f194bc1e75185db049_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

具体的信息参考附带的参考文献:

da862dd6e47afa5d621451a506cfbcd1_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

(完整程序运行后无水印)

3.核心程序

plot(Error,'b-o');
grid on
xlabel('迭代次数');
ylabel('适应度值');


% Xis{a} = [Xi];
% Dis{a} = [Di];
% Tis{a} = [Ti];
% Lis{a} = [Li];

[V,I]   = max(Jrs);

Xi_best = Xis{I};
Di_best = Dis{I};
Ti_best = Tis{I}; 
Li_best = Lis{I};
N;
Lr      = Lrs(I);
Ss      = Sss(I);
Minf    = V;

Times    = toc; 
%              Lrs1= [Lrs1;Lr37];
%              Lrs2= [Lrs2;Lr38];
%              Lrs3= [Lrs3;Lr39];
%              Lrs4= [Lrs4;Lr107];
%              Lrs5= [Lrs5;Lr108];
%              Lrs6= [Lrs6;Lr127];
%              Lrs7= [Lrs7;Lr128];
%              Lrs8= [Lrs8;Lr129];
%              Lrs9= [Lrs9;Lr136];
Lr37 = Lrs1(I);
Lr38 = Lrs2(I);
Lr39 = Lrs3(I);
Lr107 = Lrs4(I);
Lr108 = Lrs5(I);
Lr127 = Lrs6(I);
Lr128 = Lrs7(I);
Lr129 = Lrs8(I);
Lr136 = Lrs9(I);


%画图
func_view2(Xi_best,Di_best,Ti_best,Li_best,N,x1,x2);  
hold on


% data37  = load('dat\37.txt');
% data38  = load('dat\38.txt');
% data39  = load('dat\39.txt');
% data106 = load('dat\106.txt');
% data107 = load('dat\107.txt');
% data108 = load('dat\108.txt');
% data127 = load('dat\127.txt');
% data128 = load('dat\128.txt');
% data129 = load('dat\129.txt');
% data136 = load('dat\136.txt');

DD1 = data106;
DD2 = data38;
DD3 = data39;
DD4 = data37;
DD5 = data107;
DD6 = data108;
DD7 = data127;
DD8 = data128;
DD9 = data129;
DD10 = data136;
DD11 = data136;
DD12 = data136;
DD13 = data136;
DD14 = data136;
DD15 = data136;
DD16 = data136;
DD17 = data136;
DD18 = data136;
DD19 = data136;
DD20 = data136;

func_influence_line(DD1,DD2,DD3,DD4,DD5,DD6,DD7,DD8,DD9,DD10,DD11,DD12,DD13,DD14,DD15,DD16,DD17,DD18,DD19,DD20,NUS);


clc; 


disp('车辆布载位置:');
Xi_best

disp('车辆方向:');
Di_best

disp('车辆类型:');
Ti_best

disp('占用车道:');
Li_best

disp('最优函数值:'); 
Minf


disp('加载效应值:'); 
Ss

disp('载荷效率:'); 
Lr

disp('有效车辆:'); 
sum(Li_best)

disp('算法仿真时间:'); 
Times


[Lr,Lr37,Lr38,Lr39,Lr107,Lr108,Lr127,Lr128,Lr129,Lr136]'
AI 代码解读

4.本算法原理
基于遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的拱桥静载试验车辆最优布载问题是一个复杂的优化问题。在这个问题中,目标是最小化车辆布置对拱桥产生的不利影响,同时确保试验能够有效检测出拱桥的承载能力和潜在问题。假设有一座拱桥,我们需要对其进行静载试验,以评估其承载能力。为了进行这项试验,我们需要确定如何将车辆放置在桥面上,以便能够模拟最不利的情况,同时又不会对桥梁造成损害。这涉及到了车辆的位置、重量分布等问题。我们的目标是找到一种车辆布载方案,使得桥梁的关键部位承受最大的荷载,从而能够有效地评估桥梁的性能。

  为了实现桥梁静载试验自动化布载(确定车辆位置使得满足加载效率ηq的要求,0.95≤ηq1.05),总体要求是ηq尽量靠近1,所用的加载车辆尽量少,进行布载耗时越少越好。
AI 代码解读

ηq=Ss/(1+μ)∙S

式中:

Ss—为静载试验荷载作用下控制截面设计内力或位移计算值;

S—为控制荷载作用下相应截面最不利内力或位移计算值;

μ—为按规范取用的冲击系数,对于平板挂车、履带车、重型车辆,取μ=0。

建立如下的优化模型:

081c9f4347b108f7b384060d4d418011_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

   这个目标函数意义为,第一项,最小的车辆,第二个,是尽可能接近1。以这两个为优化目标进行优化。

   除了目标函数外,还存在一些约束条件,包括但不限于:
AI 代码解读

车辆的总重量不超过桥梁的允许载荷;
车辆之间的最小距离;
桥梁上的最大允许载荷密度等。
基于遗传算法的拱桥静载试验车辆最优布载问题是一个典型的优化问题。通过合理的选择、交叉和变异操作,遗传算法可以有效地搜索最优解。在实际应用中,还需要结合具体的桥梁模型和实际情况来进行调整和优化。

目录
打赏
0
10
10
1
211
分享
相关文章
基于Qlearning强化学习的机器人路线规划matlab仿真
本内容展示了基于Q-learning强化学习算法的路径规划研究,包括MATLAB仿真效果、理论知识及核心代码。通过训练与测试,智能体在离散化网格环境中学习最优策略以规避障碍并到达目标。代码实现中采用epsilon-贪婪策略平衡探索与利用,并针对紧急情况设计特殊动作逻辑(如后退)。最终,Q-table收敛后可生成从起点到终点的最优路径,为机器人导航提供有效解决方案。
42 20
基于神经网络逆同步控制方法的两变频调速电机控制系统matlab仿真
本课题针对两电机变频调速系统,提出基于神经网络a阶逆系统的控制方法。通过构造原系统的逆模型,结合线性闭环调节器实现张力与速度的精确解耦控制,并在MATLAB2022a中完成仿真。该方法利用神经网络克服非线性系统的不确定性,适用于参数变化和负载扰动场景,提升同步控制精度与系统稳定性。核心内容涵盖系统原理、数学建模及神经网络逆同步控制策略,为工业自动化提供了一种高效解决方案。
基于模糊神经网络的金融序列预测算法matlab仿真
本程序为基于模糊神经网络的金融序列预测算法MATLAB仿真,适用于非线性、不确定性金融数据预测。通过MAD、RSI、KD等指标实现序列预测与收益分析,运行环境为MATLAB2022A,完整程序无水印。算法结合模糊逻辑与神经网络技术,包含输入层、模糊化层、规则层等结构,可有效处理金融市场中的复杂关系,助力投资者制定交易策略。
基于风险的完整性和检查建模(RBIIM)MATLAB仿真
本程序为基于风险的完整性和检查建模(RBIIM)的MATLAB仿真,适用于评估和优化资产完整性管理计划,特别针对石油化工等领域的管道、储罐等设备。程序在MATLAB 2022A版本下运行,对比了先验密度(Prior Density)、后验完美检测(Posterior Perfect Inspection)、后验不完美检测(Posterior Imperfect Inspection)及累积后验不完美检测四个关键指标。算法采用贝叶斯统计框架,通过更新资产健康状况估计,制定最佳维护与检查策略。示例展示了核心原理与运行效果,完整程序无水印。
基于WOA鲸鱼优化的CNN-LSTM-SAM网络时间序列回归预测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于CNN-LSTM-SAM网络与鲸鱼优化算法(WOA)的时间序列预测方法。算法运行于Matlab2022a,完整程序无水印并附带中文注释及操作视频。核心流程包括数据归一化、种群初始化、适应度计算及参数更新,最终输出最优网络参数完成预测。CNN层提取局部特征,LSTM层捕捉长期依赖关系,自注意力机制聚焦全局特性,全连接层整合特征输出结果,适用于复杂非线性时间序列预测任务。
|
7月前
|
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
299 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
176 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
186 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)