Wpływ postaci funkcji jakości oraz wag kryteriów cząstkowych na wyniki optymalizacji zderzenia metodą genetyczną

• Autorzy: Krzemień P. , Gajek A.

Warianty tytułu

EN

The influence of the shape of the quality function and weights of partial criteria’s on the genetic algorithm optimization results

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę metody optymalizacyjnej zderzenia pojazdów, opartej na algorytmie genetycznym. Skoncentrowano się na analizie funkcji jakości w optymalizacji wielokryterialnej. Funkcja jakości została opracowana dla kilku kryteriów uwzględnianych jednocześnie, z zastosowaniem metody ważonego kryterium zbiorczego. W celu dokonania analizy wykorzystano program do rekonstrukcji wypadków drogowych. Funkcja jakości w programie optymalizacyjnym umożliwia zadeklarowanie wag poszczególnych kryteriów, według których przebiega optymalizacja. Kryteriami tymi są usytuowania pośrednie i końcowe środków mas pojazdów, ich usytuowanie kątowe oraz parametr EES. W artykule przeanalizowano wpływ wag poszczególnych kryteriów na wartości prędkości przedzderzeniowych i wartość funkcji jakości. Przedstawiono różne warianty obliczeń na przykładzie rzeczywistego testu zderzeniowego. Wykazano ryzyko uzyskania nieprawidłowych fizykalnie obliczeń w przypadku nieumiejętnego dobierania wag poszczególnych kryteriów, pomimo uzyskania niedużej wartości błędu całkowitego. Błąd ten, będący wartością funkcji jakości, nie zawsze jest miarą fizykalnej poprawności obliczeń symulacyjnych.

EN

This paper presents an analysis of vehicle collisions optimization method based on genetic algorithm. Focused on the analysis of the quality function in a multi-criteria optimization. Quality function was developed for several of the criteria taken into account simultaneously, using the method of the weighted cumulative criterion. In order to analyze the quality function the program for accident reconstruction was used. In optimization tool the function of quality allows to declare the weights of the criteria against which the optimization runs. These criteria were the location of the vehicles gravity central in their intermediate and final positions, their yaw angle and parameter EES. The paper was analyzed the influence of the weights of the criteria for the initial speed and value of the function quality. The different variants of calculations on the example of the actual crash test were presented. Was shown the risk of wrong physically results of calculation for improper matching the weights of the criteria, in spite of the small values of total error were obtained. The total error, which is the value of quality function is not always a measure of the physical correctness of the optimization calculations.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja; funkcja jakości; funkcja celu; waga; metoda ważonego kryterium zbiorczego; obliczenia; symulacyjne zderzenie pojazdów; wypadek drogowy; optymalizacja wielokryterialna

EN

optimization; quality function; objective function; weight; method of weighted cumulative criterion; simulation calculations; collision of vehicles; road accident; multicriteria optimization

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 109, z. 5-M
• Strony: 173--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wz., il.

Twórcy

autor

Krzemień P.

• Zakład Badania Wypadków Drogowych, Instytut Ekspertyz Sądowych

autor

Gajek A.

• Instytut Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Arabas J., Wykłady z algorytmów ewolucyjnych, WNT, Warszawa 2004.
• [2] XVI EVU Annual Meeting, Proceedings, IES Kraków 2007.
• [3] Findeisen W., Szymanowski J., Wierzbicki A., Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji, Biblioteka Naukowa Inżyniera, PWN, Warszawa 1980.
• [4] Goldberg D. E., Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, WNT, Warszawa 2003.
• [5] Kasanicky G., Kohut P., Lukasik M., Impast dynamice theory for the analysis and simulation of collisions, Zilinska univerzita in Zilina, Warszawa 2004.
• [6] Krzemień P., Wpływ współczynników restytucji i tarcia w węźle zderzenia na prędkości przedzderzeniowe pojazdów. Algorytm optymalizacyjny jako narzędzie obliczeń, Paragraf na drodze, IES Kraków, nr 4/2011.
• [7] Krzemień P., Gajek A., Wpływ współczynnika restytucji i kąta stożka tarcia na wyliczaną prędkość w zderzeniach – algorytm ewolucyjny jako narzędzie obliczeń, Paragraf na drodze, IES Kraków, nr 10/2011.
• [8] Michalewicz Z., Algorytmy genetyczne + struktury danych = programy ewolucyjne, WNT, Warszawa 2004.
• [9] Wypadki drogowe. Vademecum Biegłego Sądowego, Praca zbiorowa, Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych, wydanie 2, Kraków 2010, 389, 661.
• [10] Stadnicki J., Teoria i praktyka rozwiązywania zadań optymalizacji, WNT, Warszawa 2006.
• [11] Steffan H., Moser A., Spek A., Makkinga W., Collision optimizer and Monte Carlo methods in impact calculation, Materiały konferencyjne XVI EVU Annual Meeting, Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych, Kraków 2007, 51.
• [12] Wach W., Symulacja wypadków drogowych w programie PC-Crash, Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych, Kraków 2009, 63, 355.
• [13] PC-Crash, A Simulation Program for Vehicle Accidents, Operating Manual, October 2009, Dr. Steffan Datentechnik, Linz, Austria 2009.
• [14] Grega W., Metody optymalizacji, Wykłady na Wydziale Elektroniki, Automatyki Informatyki i Elektroniki, Kraków 2006 (...). http://aq.ia.agh.edu.pl/aquarium/Dydaktyk/Wyklady/MO/PDF.php.
• [15] Jarosz P, Bereta M., Algorytmy genetyczne, Zagadnienia sztucznej inteligencji – laboratorium, Politechnika Krakowska (...). http://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q=jarosz%20bereta%20algorytmy%20genetyczne&source=web&cd=1&ved=0CGkQFjAA&url=http%3A%2F%2Fmichalbereta.pl%2Fdydaktyka%2Fae_zaoczne%2Flab_genetyczne%2Flaboratorium_genetyczne.pdf&ei=OvWoT_n4CdCQswaz14j6Cw&usg=AFQjCNGhZkXNp_sSrDde-E2QFMBStFRHuQ.
• [16] Optymalizacja wielokryterialna-skrypt, Laboratorium Katedry Automatyki Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie, Kraków 1999 (...). http://www.google.pl/url?sa-=t&rct=j&q=optymalizacja%20wielokryterialna%20laboratorium%20katedry%20automatyki&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CGAQFjAA&url=http%3A%2F%2Faq.ia.agh.edu.pl%2Faquarium%2Flabs%2Fopt%2Fpoliopt.pdf&ei=gvaoT-qjO8jysgbi0rjyBA&usg=AFQjCNEARA90n1b_ylUCV3Fs8N9tuGCTlQ&cad=rja.