智能算法在土木工程的應(yīng)用
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了智能算法在土木工程的應(yīng)用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
［摘要］目前智能算法在各個領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，比較經(jīng)典的有旅行商路徑的規(guī)劃以及管理系統(tǒng)的研究設(shè)計等等。隨著科技的不斷進步，土木工程領(lǐng)域不論是設(shè)計還是管理方面也與時俱進，由于智能算法有著較高的精確度、運算速度快這樣的天然優(yōu)勢，智能勢必能夠在建筑領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文主要分析了智能算法的工作原理及步驟，在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用存在的難點，自身存在的缺點最后對智能算法的研究作出展望。
［關(guān)鍵詞］智能算法；土木工程；優(yōu)化；工作機理
引言
智能算法一直是解決諸多大工程問題時常用的方法，隨著社會不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多復(fù)雜的問題，特別是在許多大工程項目中，這種問題特別常見。傳統(tǒng)的方法不僅費時費力，誤差也比較大，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的興起，智能算法成為一種行之有效的方法。從1992年蟻群算法的問世起，智能算法經(jīng)過不斷發(fā)展與完善，在許多優(yōu)化問題上取得了重大突破。目前在建筑領(lǐng)域內(nèi)，隨著綠色建筑這一概念的興起，出現(xiàn)了許多新型材料與結(jié)構(gòu)，這些新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)也帶來了新的挑戰(zhàn)，參數(shù)如何設(shè)計，結(jié)構(gòu)是否合理都是我們需要解決的問題。智能算法作為優(yōu)化問題最好的解決方式之一，有著其可取之處，在人們實際解決這些問題時，智能算法這種帶有啟發(fā)式的方法也逐漸從理論走向了實際基礎(chǔ)。
1智能算法的工作機理
大多數(shù)智能算法都是模擬自然界中的生物的一種啟發(fā)式算法。例如蟻群算法，這種算法是模擬蟻群搜索食物源的過程，再如粒子群算法，該算法是對鳥類捕食行為的模擬。大多數(shù)智能算法都被廣泛應(yīng)用與優(yōu)化問題中，如上文提到的蟻群算法，主要用于求解TSP、二次分配、調(diào)度和指派等離散型的問題，粒子群算法則應(yīng)用于連續(xù)問題和離散問題的參數(shù)優(yōu)化。以免疫遺傳算法作為例子作出詳細(xì)說明，遺傳算法的工作步驟如下所示：（1）首先對問題進行分析：除了要對問題還需對解的特性作出說明，研究問題解的恰當(dāng)闡述方法。（2）隨機生成原始抗體種群：主要利用生成的N個體然后從數(shù)據(jù)庫中提取m個個體組合為原始群體；（3）對第二步中初始群體中所有的抗體進行研究：在遺傳算法中對各個個體的分析研究是以m的期望繁殖率P作為衡量依據(jù)的。（4）組合為父代種群：將原始種群按上述的衡量依據(jù)降序排列的方式進行排列，并提取N個獨立的元素組合成為父代種群；此時需要拿前m個元素選入數(shù)據(jù)庫中。（5）以最后的結(jié)果進行選擇看是否滿足要求的條件，是，就結(jié)束；否，則繼續(xù)下一步操作。（6）轉(zhuǎn)去執(zhí)行第（3）步驟。
2智能算法應(yīng)用是難點
智能算法在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用難點主要分為兩個部分，其一是智能算法自身存在的缺點，第二部分則是因為建筑領(lǐng)域中許多結(jié)構(gòu)設(shè)計都是依靠經(jīng)驗公式存在較強的主觀性，本文主要對智能算法自身存在的缺點進行闡述。大部分的智能算法盲目性較大，這樣不僅僅很容易陷入局部尋優(yōu)當(dāng)中也造成了算法的運算效率極差。對應(yīng)不同的算法也存在細(xì)微的差別，具體來說，遺傳算法在全局域中優(yōu)化效果較其他算法來說強一些但是局部尋優(yōu)的能力較弱，為了提升這種算法的能力需要花費大量的計算時間。對于蟻群算法，卻相反，雖然其局部尋優(yōu)能力強卻容易導(dǎo)致所求結(jié)果只是局部最優(yōu)的狀況。想要合理的應(yīng)用智能算法需要不斷對其進行改進。從目前來看，要想在土木工程領(lǐng)域內(nèi)合理的應(yīng)用智能算法還需要不斷的努力。
3智能算法在土木工程領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展的展望
目前智能算法在土木建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用還存在一定的局限性。但是作為一種輔助手段，在許多的大工程中取得了較好的結(jié)果。在諸多交通信息領(lǐng)域內(nèi)都能夠看到智能算法的應(yīng)用。通過查閱相關(guān)資料，得知遺傳算法在土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化傳感器方面法優(yōu)化，蟻群算法在結(jié)構(gòu)次應(yīng)力反演分析及優(yōu)化這些應(yīng)用狀況。未來若智能算法更加成熟，勢必可以在優(yōu)化建筑材料、結(jié)構(gòu)方面有所成效。
參考文獻(xiàn)
[1]馬敬敬，閻朝坤，鄭金格.九種智能算法在科學(xué)工作流調(diào)度中的應(yīng)用比較[J].周口師范學(xué)院學(xué)報，2018，35（05）：90-95.
[2]沙國榮，錢青.人工智能算法在建筑能耗預(yù)測中應(yīng)用綜述[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2018（09）：58-59+62.
[3]陶陽明.人工智能兩大趨勢：自主能力和生物特性[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（17）：244-245.
[4]桂龍.改進步長與策略的果蠅優(yōu)化算法及其應(yīng)用[D].安徽大學(xué)，2017.
作者：翟琪 常文昌 賈帆 朱炯 劉志勇 單位：徐州工程學(xué)院土木工程學(xué)院