Thuật toán di truyền là gì? Các công bố khoa học về Thuật toán di truyền

Việc đảo ngược chính xác các biến số địa/vật lý bề mặt đất từ dữ liệu viễn thám cho các ứng dụng quan sát trái đất là một chủ đề thiết yếu và đầy thách thức đối với nghiên cứu biến đổi toàn cầu. Nhiệt độ bề mặt đất (LST) là một trong những tham số chính trong vật lý của các quá trình bề mặt trái đất từ quy mô địa phương đến toàn cầu. Tầm quan trọng của LST đang ngày càng được công nhận và có một sự quan tâm mạnh mẽ trong việc phát triển các phương pháp đo LST từ không gian. Cảm biến Hồng ngoại Nhiệt (TIRS) của Landsat 8 là cảm biến hồng ngoại nhiệt mới nhất của dự án Landsat, cung cấp hai dải nhiệt kế bên nhau, điều này có lợi lớn cho việc đảo ngược LST. Trong bài báo này, chúng tôi so sánh ba phương pháp khác nhau để đảo ngược LST từ TIRS, bao gồm phương pháp dựa trên phương trình truyền bức xạ, thuật toán cửa sổ kép và phương pháp kênh đơn. Bốn địa điểm giám sát cân bằng năng lượng từ Mạng lưới Ngân sách Bức xạ Bề mặt (SURFRAD) được sử dụng để thẩm định, kết hợp với sản phẩm độ phát xạ MODIS 8 ngày. Đối với các địa điểm và cảnh quan được điều tra, kết quả cho thấy rằng LST đảo ngược từ phương pháp dựa trên phương trình truyền bức xạ sử dụng dải 10 có độ chính xác cao nhất với RMSE thấp hơn 1 K, trong khi thuật toán SW có độ chính xác trung bình và phương pháp SC có độ chính xác thấp nhất.

Bài viết này trình bày hai phương pháp tối ưu hóa quy trình hỗn hợp mạnh mẽ tích hợp mạng nơron nhân tạo (ANN) và hình thức tối ưu hóa ngẫu nhiên—các thuật toán di truyền (GA) và phương pháp xấp xỉ ngẫu nhiên đồng thời (SPSA). Một mô hình quy trình dựa trên ANN đã được phát triển hoàn toàn từ dữ liệu đầu vào–đầu ra của quy trình và sau đó không gian đầu vào của nó, bao gồm các biến thiết kế và biến vận hành, đã được tối ưu hóa bằng cách sử dụng hoặc phương pháp GA hoặc SPSA. Các phương pháp này sở hữu một số ưu điểm so với các kỹ thuật dự đoán xác định dựa trên gradient rất được sử dụng. Hiệu quả của các hình thức ANN-GA và ANN-SPSA trong sự hiện diện của dữ liệu quy trình không có tiếng ồn cũng như dữ liệu quy trình có tiếng ồn đã được chứng minh cho một hệ thống đại diện liên quan đến CSTR không đồng nhất. Nghiên cứu trường hợp xem xét một mục tiêu tối ưu hóa không đơn giản, mà ngoài việc thiết kế tham số truyền thống, còn giải quyết vấn đề thiết kế dung sai tối ưu. So sánh các kết quả với các kết quả từ một chiến lược mô hình hóa/tối ưu hóa xác định mạnh mẽ cho thấy rằng các phương pháp hỗn hợp có thể được áp dụng có hiệu quả cho tối ưu hóa quy trình.

Việc tăng cường nghiên cứu về các chiến lược cải tạo tuyến đường sắt đô thị (URT) hiện có là rất quan trọng. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu tối ưu hóa các nút thắt cổ chai ít hấp dẫn nhưng có nhu cầu đi lại mạnh mẽ trong các mạng lưới URT hiện có. Một mô hình tối ưu hóa tuyến địa phương URT đã được xây dựng. Lưu lượng hành khách tối đa và chi phí dự án tối thiểu được chọn làm mục tiêu tối ưu hóa nhằm mang lại lợi ích cho cả hành khách và nhà khai thác, và một số ràng buộc thực tế được xem xét trong mô hình đề xuất, chẳng hạn như khoảng cách giữa các ga. Để đạt được hiệu suất tính toán và độ chính xác cao hơn, một phương pháp phân bổ lưu lượng hành khách được nhúng trong một thuật toán di truyền với việc bảo tồn các cá thể ưu tú. Lấy mạng lưới địa phương của URT Bắc Kinh làm trường hợp nghiên cứu, kết quả tính toán cho thấy thuật toán được thiết kế có thể nhanh chóng và hiệu quả đạt được giải pháp tối ưu, và sơ đồ tuyến địa phương được tạo ra không chỉ đáp ứng nhu cầu đi lại vùng mà còn tối ưu hóa mối quan hệ kết nối của mạng lưới URT hiện có. Nghiên cứu này có thể cung cấp một phương pháp tham khảo để gia tăng sức hấp dẫn của URT và tối ưu hóa các mạng lưới URT hiện có.