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专利号: 2018109401513
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,设置要搜索计算的每一个地质断层参数的上限和下限,然后在上限和下限的范围内,随机生成n组地质断层参数,以形成种群;

步骤2,计算出所述n组地质断层参数中每一组地质断层参数的整体适应度;

步骤3,确定种群在本次迭代时的当前全局最优断层参数;

步骤4,计算每一组地质断层参数的整体惯性权值,包括:根据每一组地质断层参数与当前全局最优断层参数的相似度,将所述的n组地质断层参数分成三类,继而确定相似度-迭代惯性权值;根据本次迭代、上次迭代的全局最优位置的整体适应度,以及本次迭代中所有组地质断层参数的整体适应度的平均值,确定进化速度-聚集度动态惯性权值;

利用所述的相似度-迭代惯性权值、进化速度-聚集度动态惯性权值确定所述的整体惯性权值;

步骤5,利用整体惯性权值,对每一组地质断层参数的速度和位置进行更新;

步骤6,根据目标函数判断是否满足迭代的终止条件,如满足则输出最优的一组地质断层参数,否则继续进行迭代,直至达到最大迭代次数。

2.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,所述的n组地质断层参数中,每一组地质断层参数包括:断层的长度、宽度、深度、走向、倾向、走滑量、倾滑量和张裂量。

3.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,步骤2中所述的地质断层参数的整体适应度的计算公式为:上式中,ui(P)表示地表监测站点的实际监测值,ui(O)表示一组地质断层参数根据Okada位错模型计算得到的模拟值,m为地表监测站点的个数。

4.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,步骤3所述的确定种群在本次迭代时的当前全局最优断层参数,包括:步骤3.1,对于n组地质断层参数,计算每一组断层参数的整体适应度,整体适应度最小的一组地质断层参数记为当前断层参数的最优位置;

步骤3.2,通过步骤4、步骤5对每一组断层参数进行位置和速度的更新,计算更新后每一组断层参数的整体适应度,然后通过步骤6判断是否满足迭代的终止条件,如满足,则所述更新后的每一组断层参数中,整体适应度最小的一组断层参数即为当前全局最优断层参数。

5.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,步骤4所述的根据每一组地质断层参数与当前全局最优断层参数的相似度,将所述的n组地质断层参数分成三类,继而确定相似度-迭代惯性权值,包括:步骤4.1,相似度计算,公式为:

上式中,i表示一组地质断层参数,j表示当前全局最优断层参数,d(i,j)表示i与j的空间距离,smax为距离最大值,dmin和dmax.是固定常数;

步骤4.2,确定相似度-迭代惯性权值

当s(i,j)=0时,则相似度-迭代惯性权值ωii的取值为最大权重ωmax;

当s(i,j)=1时,则相似度-迭代惯性权值ωii的取值为最小权重ωmin;

当s(i,j)在0和1之间时,相似度-迭代惯性权值ωii的计算公式为:其中:

ω=ωmax-s(i,j)(ωmax-ωmin)

上式中,tmax为最大迭代次数,t为当前迭代次数。

进一步地,所述的根据本次迭代、上次迭代的全局最优位置的整体适应度,以及本次迭代中每一组地质断层参数的整体适应度的平均值,确定进化速度-聚集度动态惯性权值,包括:步骤4.3,进化速度-聚集度动态惯性权值ω00的计算公式为:ω00=ωini-h×ωh+s×ωs

其中,ωini为惯性权值的初始值,ωh和ωs为调节参数,h和s的计算公式如下:上式中, 为上次迭代的全局最优位置的整体适应度, 为本次迭代的全局最优位置的整体适应度, 为本次迭代中所有组地质断层参数的整体适应度的平均值。

6.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,所述的整体惯性权值ωi的计算公式为:ωi=λ×ω00+(1-λ)×ωii

其中,λ∈[0,1]。

7.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,步骤5所述的对每一组地质断层参数的速度和位置进行更新的公式为:其中, 和 分别为第i组地质断层参数在第k次迭代中第d维的速度和位置, 为第i组断层参数在k次迭代过程中d维的最优位置, 为种群在k次迭代过程中d维的最优位置,d=1,2…D,D为维度数量;c1、c2为[0,1]之间均匀分布的随机数。

8.如权利要求1所述的权重动态调整的地质断层参数粒子群搜索算法,其特征在于,步骤6所述的目标函数为:上式中,Fitnessi为当前次迭代的第i组地质断层参数的整体适应度。