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1. 基于信息熵的流场定向线积分卷积算法

李梦依, 方霞, 郑红波, 秦绪佳

《计算机应用》唯一官方网站 2023, 43 (4): 1233-1239. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022030391

摘要（175）

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PDF （4496KB）（40）

流场可视化是对流场数据进行直观分析的一种新的可视化技术，而定向线积分卷积（OLIC）算法作为一种经典的纹理可视化方法，使用该算法能明显地观察出流场方向流动的演化。为了优化可视化效果，提出了一种基于信息熵的OLIC算法。首先，基于流场矢量数据生成基于信息熵的稀疏噪声；然后，采用斜坡卷积核函数对输入纹理进行卷积计算；最后，通过计算输出纹理图像中每一个像素点的灰度值，得到最终的OLIC纹理图像。所提算法可以根据熵值在临界点区域和非临界点区域自适应地生成流线。其中临界点区域含有流场的重要信息，选择密集绘制；而在非临界点区域则选择稀疏绘制。通过在不同区域绘制不同密度的流线，所提算法节省了计算成本；与普通OLIC算法相比，所提算法的绘制速度至少提升了18.6%；在可视化效果方面，所提算法优于普通的全局绘制，使用所提算法能更仔细地观察特征区域。

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2. 双向航道集装箱港口船舶调度优化算法

郑红星, 朱徐涛, 李振飞

计算机应用 2021, 41 (10): 3049-3055. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020121973

摘要（303）

PDF （636KB）（199）

针对拥有双向航道的集装箱港口中船舶进出港所遇到的会遇和追越等问题，提出了一种重点考虑服务规则的新型船舶调度优化算法。首先，同时考虑双向航道的现实约束和港口夜航的安全规定；然后，构建了以所有船舶在港总等待时间最小为目标的混合整数规划模型来得出最佳的船舶进出港次序；最后，设计了嵌入聚合策略的分支切割算法对模型进行求解。通过数值实验可知，运用嵌入聚合策略的分支切割算法所得结果与下界值的平均相对偏差为2.59%。同时，与模拟退火算法与量子差分进化算法的对比结果表明，所提的分支切割算法所得的目标函数值相较于两个对比算法所得目标函数值分别减少了23.56%和17.17%，验证了该算法的有效性。在用所提算法得到方案的敏感性分析中比较了不同抵港安全时间间隔和船舶类型比例对方案结果的影响，为双向航道集装箱港口的船舶调度优化提供了决策支持。

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3. 考虑恶劣天气的班轮多阶段重调度方法

王永航, 张天宇, 郑红星

计算机应用 2021, 41 (1): 286-294. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020040577

摘要（337）

PDF （1058KB）（439）

受恶劣天气影响的船舶调度是一个非常复杂的优化问题，也是班轮公司重点关注的问题之一。为此，针对某航运网络上的一家班轮公司的所有营运船舶，以获知设计的多阶段重调度机制时段内最新预报的天气信息和这些船舶的实时位置为前提，重点考虑班轮船期表的限制并兼顾港口间航速变化和船舶容量等现实约束，构建了以固定计划期内所有船舶的航运总成本最小为优化目标的非线性数学模型，并设计了嵌入基因修复算子的改进遗传算法用于求解该模型。由此，可以给出集成租船直运、跨航线调船、反挂和货物中转等解决策略的最佳多阶段重调度方案。通过对大、中、小规模的算例进行实验，实验结果表明，可知与传统等待办法相比，多阶段重调度节约了总航运成本的15%以上，验证了所提模型和方案的有效性；与Cplex相比，改进遗传算法的运算效率大大提高，且偏差值均在5%以内，而与蚁群优化（ACO）算法、禁忌搜索（TS）算法、量子差分进化（QDE）算法相比，改进遗传算法能在有效时间内降低10%左右的成本，验证了算法的科学性。所提方法可为班轮公司的实际船舶调度提供参考。

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4. 基于自适应零行列式策略的区块链矿池合作演化方法

范丽, 郑红, 黄建华, 李忠诚, 江亚慧

计算机应用 2019, 39 (3): 918-923. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018071619

摘要（414）

PDF （834KB）（385）

矿工加入矿池是目前比特币挖矿最常见的方式。然而，比特币系统中存在矿池互相渗透攻击的现象，这将导致被攻击矿池的矿工收益减少，发起攻击的矿池算力降低，从而造成比特币系统的整体算力减小。针对矿池之间互相攻击，不合作挖矿的问题，提出自适应零行列式策略（AZD），采取"比较预期合作收益与背叛收益，选择促进高收益的策略"的思想促进矿池合作。首先，通过结合时序差分增强算法与零行列式策略的方法预测下一轮合作收益与背叛收益；其次，通过决策过程（DMP）选择策略进一步改变下一轮的合作概率和背叛概率；最后，通过迭代执行自适应零行列式策略，达到网络中矿池均互相合作、积极挖矿的目的。实验模拟表明，AZD策略与自适应策略相比，合作概率收敛为1的速度提高了36.54%；与零行列式策略相比，稳定度提高了50%。这个结果表明AZD策略能够有效促进矿工合作，提高合作收敛速率，保证矿池的稳定收益。

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5. 考虑潮汐影响的班轮多船型船舶调度

郑红星, 王泉慧, 任亚群

计算机应用 2019, 39 (2): 611-617. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018071470

摘要（231）

PDF （1008KB）（241）

针对班轮企业由于提前公布船期表，但受货运需求的波动和潮汐的影响引起的多船型船舶调度问题进行研究。首先系统分析了一家班轮企业近洋运输航线结构；然后考虑大型船舶需乘潮进出港口，以及适当条件下允许租船的实际情况，兼顾班轮船期表的限制，构建了以运输总成本最小为目标的班轮多船型船舶调度非线性规划模型；最后考虑模型的特点，设计了嵌入基因修复的改进遗传算法（IGA）用于模型求解。实验结果表明，与传统的经验调度方案相比，得到的船舶调度方案在船舶利用率上能提高25%~35%；中规模算例下与CPLEX相比，IGA的CPU处理时间平均降低77%；中、大规模算例下与蚁群算法相比，IGA计算的运输费用平均降低15%。实验结果验证了所提模型和算法的有效性，可为班轮企业船舶调度提供参考。

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6. 单船岸桥分配与调度集成优化模型

郑红星, 吴岳, 涂闯, 刘进平

计算机应用 2015, 35 (1): 247-251. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.01.0247

摘要（494）

PDF （885KB）（478）

针对集装箱码头泊位确定条件下的单船岸桥(QC)分配和调度问题,建立了线性规划模型.模型以船舶在泊作业时间最短为目标,考虑多岸桥作业过程中的干扰等待时间与岸桥间的作业量均衡,并设计了嵌入解空间切割策略的改进蚁群优化(IACO)算法进行模型求解.实验结果表明:与可用岸桥全部投放使用的方法相比,所提模型与算法求得结果平均能够节省31.86%的岸桥资源;IACO算法与Lingo求得的结果相比,船舶在泊作业时间的平均偏差仅为5.23%,但CPU处理时间平均降低了78.7%,表明了所提模型与算法的可行性和有效性.

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7. 基于部分失真搜索的自组织映射学习算法

陈作平;叶正麟;赵红星;郑红婵

计算机应用

摘要（1004）

PDF （533KB）（615）

针对传统的自组织映射网络在大数据量或高维情形下训练过程较慢的问题，提出了分别使用部分失真搜索和扩展的部分失真搜索来完成传统算法中最耗时的最近邻搜索过程，减少了完成训练所需乘法次数。实验表明，相对于传统的自组织映射学习算法，所提两种方法分别可以节约近1/3和1/2以上的计算量。