Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przegląd możliwości wykorzystania sztucznej inteligencji w modelowaniu BIM

Zima Krzysztof, Wieczorek Damian

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 3

59--65

PL

Dokonując przeglądu stanu wiedzy nt. modelowania informacji o budynku – BIM (ang. Building Information Modelling) można zauważyć, że technologia BIM nie poczyniła ostatnio znacznych postępów, ponieważ sztuczna inteligencja – AI (ang. Artificial Intelligence) nie jest jeszcze w pełni wykorzystana. Celem niniejszego artykułu jest zaprezentowanie możliwości wykorzystania sztucznej inteligencji – AI w modelowaniu BIM. Autorzy dokonali analizy trendów rozwoju sztucznej inteligencji, która jest obecnie wykorzystywana w modelowaniu BIM. W artykule przedstawiono również możliwości wykorzystania AI powiązanej z modelem BIM, a także omówiono wybrane przykłady wspomagania modelowania informacji o budynku z wykorzystaniem głównych czterech grup wybranych technik AI.

EN

When reviewing the state of knowledge on building information modeling (BIM), it can be noted that BIM technology has not made significant progress recently because artificial intelligence (AI) has not been fully used. The purpose of this article is to present the possibilities of using artificial intelligence – AI in BIM modeling. The authors analyzed the trends in the development of artificial intelligence, which is currently used in BIM modeling. The article also presents the possibilities of using AI related to the BIM model, and discusses selected examples of supporting building information modeling using the main four groups of selected AI techniques.

2

A nature inspired collision avoidance algorithm for ships

Lazarowska A.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 2

341--346

EN

Nature inspired algorithms are regarded as a powerful tool for solving real life problems. They do not guarantee to find the globally optimal solution, but can find a suboptimal, robust solution with an acceptable computational cost. The paper introduces an approach to the development of collision avoidance algorithms for ships based on the firefly algorithm, classified to the swarm intelligence methods. Such algorithms are inspired by the swarming behaviour of animals, such as e.g. birds, fish, ants, bees, fireflies. The description of the developed algorithm is followed by the presentation of simulation results, which show, that it might be regarded as an efficient method of solving the collision avoidance problem. Such algorithm is intended for use in the Decision Support System or in the Collision Avoidance Module of the Autonomous Navigation System for Maritime Autonomous Surface Ships.

3

Optymalizacja położenia odwiertów wydobywczych ze względu na czas trwania plateau wydobycia

Łętkowski Piotr

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

598--607

PL

Określenie optymalnego rozmieszczenia odwiertów eksploatacyjnych na złożu węglowodorów jest kluczowe dla jego efektywnej eksploatacji. Tak sformułowane zagadnienie stanowi złożony problem optymalizacyjny, którego rozwiązanie w postaci lokalizacji odwiertów zależy między innymi od sposobu zdefiniowania funkcji celu. W literaturze najczęściej występują dwie postacie funkcji celu: zysk bieżący netto (NPV) oraz sumaryczne wydobycie ropy naftowej. Rzadziej spotykana jest funkcja celu bazująca na równomierności sczerpania złoża. Artykuł jest poświęcony próbie zastosowania funkcji celu opartej na czasie wydobycia ropy ze stałą wydajnością (tzw. plateau). Optymalizację prowadzono dla sumarycznego wydobycia ropy oraz zysku bieżącego netto w czasie trwania fazy plateau. W tym celu zbudowano hybrydowy algorytm optymalizacyjny bazujący na optymalizacji rojem cząstek. Zastosowanie algorytmu hybrydowego łączącego trzy mechanizmy wynikało z jednej strony z konieczności poprawienia skuteczności podstawowej metody optymalizacyjnej, z drugiej zaś miało na celu ograniczenie tzw. przedwczesnej zbieżności. Cele te zostały zrealizowane poprzez wykorzystanie mapy potencjału produktywności oraz wprowadzenie mechanizmu mutacji. Optymalizację prowadzono dla dwóch różnych sposobów sterowania odwiertami: sterowania grupowego ze stałą wydajnością oraz sterowania indywidualnego. Zbudowany algorytm potwierdził efektywność, uzyskując wzrost wartości funkcji celu w stosunku do wartości pierwotnej od 40% do 300%. We wszystkich analizowanych przypadkach algorytm rozmieścił odwierty produkcyjne poprawnie, co do zasady. Odwierty zostały rozmieszczone w strefie ropnej w bezpiecznej odległości zarówno od kontaktu woda–ropa, jak i ropa–gaz, przy czym stwierdzono pewne różnice w zależności od przyjętej funkcji celu. Przeprowadzone symulacje potwierdziły możliwość zastosowania czasu trwania plateau jako funkcji celu dla optymalizacji położenia odwiertów produkcyjnych.

EN

Determining the optimal placement of production wells in a hydrocarbon reservoir is crucial for the effective exploitation. The problem formulated in this way is a complex optimization problem, the solution of which in the form of the location of the wells depends, inter alia, on the method of defining the objective function. Two forms of the objective function are most often found in the literature. These are the net pay value (NPV) and total oil production. The objective function based on the uniformity of the reservoir depletion is less common. The article is devoted to an attempt to apply the objective function based on the duration of oil production with a constant production rate (the so-called production plateau). The optimization was carried out for the total oil production and for the net pay value for the plateau period. The need to use a hybrid algorithm combining three mechanisms resulted, on the one hand, from the need to improve the effectiveness of the basic optimization method, and on the other hand, to reduce the so-called “premature convergence”. For this purpose, a hybrid optimization algorithm based on particle swarm optimization was built. These goals were achieved through the use of a productivity potential map and a mutation mechanism. Optimization was carried out for two different well control methods: group control with constant production rate and individual well control. The developed algorithm confirmed the effectiveness, obtaining an increase in the value of the objective function in relation to the original value from 40% to 300%. As a rule, the algorithm placed the production wells correctly in all analyzed cases. The well were located in the oil zone at a safe distance from both water-oil and oil-gas contacts, with some differences depending on the target function adopted. The simulations carried out confirmed the possibility of using the plateau duration as a function of the objective for optimizing the location of production wells.

4

Optymalizacja liczby i położenia odwiertów eksploatacyjnych z wykorzystaniem mapy potencjału produktywności

Łętkowski Piotr

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 12

861--871

PL

Jednym z podstawowych elementów planu zagospodarowania złoża węglowodorów jest określenie liczby i położenia odwiertów eksploatacyjnych (produkcyjnych i zatłaczających). Należy jednak zauważyć, że zdecydowana większość prac poświęcona temu zagadnieniu opisuje proces optymalizacji położenia, a nie liczby odwiertów, przyjmując, że jest ona zadana arbitralnie. Wynika to z faktu, że znane i stosowane metody optymalizacyjne operują na stałej liczbie parametrów optymalizacyjnych, w związku z czym liczba odwiertów wydobywczych nie może zmieniać się w trakcie procesu optymalizacji. W artykule przedstawiono modyfikację podstawowej metody optymalizacyjnej uwzględniającą zmianę liczby odwiertów w czasie optymalizacji, przy czym optymalizacja położenia i liczby odwiertów przebiega równocześnie. Podstawową metodą optymalizacyjną w skonstruowanym algorytmie jest optymalizacja rojem cząstek (ang. PSO) – jedna z najbardziej efektywnych metod optymalizacji bezgradientowej, należąca do grupy metod stochastycznych. Została ona zmodyfikowana dla potrzeb przyjętego problemu optymalizacyjnego poprzez zmianę postaci funkcji celu oraz wprowadzenie zmiennej progowej, co pozwoliło na operowanie zmienną liczbą odwiertów. W celu poprawienia zbieżności algorytm uzupełniono o mechanizm mutacji oparty na mapie potencjału produktywności. Testy zbieżności metody przeprowadzone na przykładzie złoża testowego PUNQ-S3 wskazały na zadowalającą efektywność zaproponowanego rozwiązania. Algorytm potrzebował 150 iteracji i 750 wywołań funkcji celu, aby 2,5-krotnie zwiększyć początkową wartość NPV przy równoczesnej 3,5-krotnej redukcji liczby odwiertów produkcyjnych. Z kolei zastosowanie algorytmu do optymalizacji liczby i rozmieszczenia odwiertów zatłaczających przy zadanej liczbie konfiguracji odwiertów wydobywczych pozwoliło na zwiększenie zysku netto o 1/3 przy ponad 2-krotnej redukcji liczby odwiertów

EN

One of the basic elements of the hydrocarbon reservoir development plan is to determine the number and location of production and injection wells. However, it should be noted that most of the research works dedicated to this issue describe the process of placement optimization but not the number of exploitation wells assuming that it was an arbitrary set. This is partly due to the fact that known and used optimization methods operate on a fixed number of optimization parameters, therefore the number of production wells can not change during the optimization process. The paper presents modification of the basic optimization method taking into account the change in the number of wells during optimization. The optimization of the placement and number of wells run simultaneously. The basic optimization method in the constructed algorithm is particle swarm optimization (PSO) – one of the most effective methods of non-gradient optimization, belonging to the group of stochastic methods. It was modified for the needs of the adopted optimization problem by changing the form of the objective function and introducing the threshold variable which allowed to change the number of wells. In order to improve the convergence, the algorithm is supported by a mutation mechanism based on the productivity potential map. The convergence tests carried out based on the example of the PUNQ-S3 benchmark field showed the satisfactory effectiveness of the proposed solution. The algorithm took 150 iterations and 750 objective function calls to increase the starting NPV value by 2.5 times while reducing the number of production wells by 3.5 times. On the other hand, the use of the algorithm to optimize the number and placement of injection wells for a given number of production wells configuration allowed to increase the NPV value profit by 1/3 with a reduction of more than 2 times in the number of wells.

5

Wykorzystanie algorytmu świetlika dla znajdowania ekstremów globalnych wybranych funkcji testowych

Olszewski Jan, Figielska Ewa

Zeszyty Naukowe Warszawskiej Wyższej Szkoły Informatyki

|

2021

|

nr 24

7--34

PL

W artykule przedstawiona została jedna z najnowszych metod inteligencji rojowej – algorytm świetlikowy zaproponowany przez Xin-She Yanga w roku 2008. Przeprowadzona została analiza działania algorytmu, zbadany został wpływ zmian wartości jego parametrów na jakość uzyskiwanych rozwiązań przy poszukiwaniu ekstremów globalnych wybranych nieliniowych funkcji jedno i wielomodalnych.

EN

The paper presents one of the newest swarm intelligence methods, namely firefly algorithm proposed by Xin-She Yang in 2008. The analysis of the per- formance of the algorithm is carried out and the influence of the algorithm parameters settings on the quality of the solutions is examined using nonlinear single and multi-modal mathematical test functions.

6

Intelligent algorithms for routing sensory networks operating in explosion hazard zones

Stankiewicz Krzysztof, Jagoda Jerzy, Tonkins Matthew

Mining Science

|

2021

|

Vol. 28

103--115

EN

The article presents intelligent routing algorithms currently used in sensory networks, in terms of determining the possibility of their integration into systems working in potentially explosive atmospheres. Selected types of scribing algorithms were characterized. The analysis of simulation tests performed on selected types of scribing algorithms was carried out. The analysis of equipment solutions which can be used to build a network node operating in the conditions of methane and/or coal dust explosion hazard was carried out.

7

Dispersed, self-organizing sensory networks supporting the technological

Jagoda Jerzy, Hetmańczyk Mariusz, Stankiewicz Krzysztof

Mining Machines

|

2021

|

no. 2

13--23

EN

Examples of automation of technological processes for mineral extraction are presented. Aspects related to the diagnostics of machines and devices during operation processes are discussed. Applying the distributed sensor networks to enable designing and manufacturing the machines and devices operated in accordance with the idea of Industry 4.0, the Internet of Things, M2M communication and autonomous behaviour was proposed. The paper presents impact of applying the distributed sensor networks on increasing work safety (multi-redundant communication) and reducing the employment in hazardous areas is presented. Implementation of algorithms based on swarm intelligence to control the routing processes of distributed sensor networks was suggested. Areas of application of distributed sensor networks based on swarm intelligence in other industries (renewable energy sources) are also outlined.

8

Computational Intelligence for Life Sciences

Besozzi Daniela, Manzoni Luca, Nobile Marco S., Spolaor Simone, Castelli Mauro, Vanneschi Leonardo, Cazzaniga Paolo, Ruberto Stefano, Rundo Leonardo, Tangherloni Andrea

Fundamenta Informaticae

|

2020

|

Vol. 171, nr 1-4

57--80

EN

Computational Intelligence (CI) is a computer science discipline encompassing the theory, design, development and application of biologically and linguistically derived computational paradigms. Traditionally, the main elements of CI are Evolutionary Computation, Swarm Intelligence, Fuzzy Logic, and Neural Networks. CI aims at proposing new algorithms able to solve complex computational problems by taking inspiration from natural phenomena. In an intriguing turn of events, these nature-inspired methods have been widely adopted to investigate a plethora of problems related to nature itself. In this paper we present a variety of CI methods applied to three problems in life sciences, highlighting their effectiveness: we describe how protein folding can be faced by exploiting Genetic Programming, the inference of haplotypes can be tackled using Genetic Algorithms, and the estimation of biochemical kinetic parameters can be performed by means of Swarm Intelligence. We show that CI methods can generate very high quality solutions, providing a sound methodology to solve complex optimization problems in life sciences.

9

An Effective Integrated Metaheuristic Algorithm For Solving Engineering Problems

Alihodzic Adis, Delalic Sead, Gusic Dzenan

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2020

|

Vol. 21

207--214

EN

To tackle a specific class of engineering problems, in this paper, we propose an effectively integrated bat algorithm with simulated annealing for solving constrained optimization problems. Our proposed method (I-BASA) involves simulated annealing, Gaussian distribution, and a new mutation operator into the simple Bat algorithm to accelerate the search performance as well as to additionally improve the diversification of the whole space. The proposed method performs balancing between the grave exploitation of the Bat algorithm and global exploration of the Simulated annealing. The standard engineering benchmark problems from the literature were considered in the competition between our integrated method and the latest swarm intelligence algorithms in the area of design optimization. The simulations results show that I-BASA produces high-quality solutions as well as a low number of function evaluations.

10

Power loss minimization by voltage transformer turns ratio selection based on Particle Swarm Optimization

Manusov Vadim Zinovievich, Matrenin Pavel Victorovich, Khasanzoda Nasrullo

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 8

127--131

EN

The research considers the optimization of the taps position of voltage transformers to minimize power loss. The Particle Swarm Optimization algorithm is implemented to this optimization problem. The advantage of this algorithm is the ability to adapt to an optimization problem. It was found out that the Particle Swarm Optimization algorithm is more productive than the greedy heuristic algorithm based on the division of this optimization problem into subtasks. Also, the paper studied the influence of particle velocity restriction on the efficiency of the algorithm.

PL

W pracy analizowano metode optymalizacji strat transformatora przez dobór stosunku uzwojeń. Do tego celu wykorzystano algorytm genetyczny PSO. Porównano prace układu z innymi algorytmami adaptacyjnymi.

11

Optimization algorithm for number and wells placement

Łętkowski Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 12

744--750

EN

Determination of the optimal number and placement of production wells is crucial for the effective depletion of the hydrocarbon reservoir. Due to the strongly non-linearity of the problem and the occurrence of multiple local minimums in the response function the non-gradient optimization methods in combination with reservoir simulations are most commonly used for its solution. However, it should be noted that most of the research works dedicated to this issue describe the process of placement optimization but not the number of drilling wells assuming that it was arbitrary set. This is partly due to the fact that known and used optimization methods operate on a fixed number of optimization parameters, therefore the number of production wells can not change during the optimization process. The paper is dedicated to the attempt to build an algorithm that allows simultaneous optimization of the number and position of production wells with respect to the discounted profit in a given period of operation. The basic optimization method in the presented algorithm is the Particle Swarm Optimization (PSO) – one of the most effective non-gradient optimization methods that belongs to the group of methods applying the swarm’s intelligence. Taking into account the number of drilling wells in the optimization process means that the algorithm operates on a variable number of parameters. The objective algorithm starts optimization from an arbitrarily set number of producers, reducing it gradually. Efficiency tests conducted on the sample reservoir PUNQ-S3 indicated a satisfactory convergence of the proposed method. The computing program created implements the mechanisms of convergence enhancement by improving the boundary conditions for the optimization method. The minimum separation distance control between production wells was also introduced at the initial stage of optimization process. Although the algorithm is characterized by satisfactory convergence it would be advisable to improve it by using a hybrid method to increase its effectiveness in the local optimization phase and to introduce minimum well spacing during the entire optimization process.

PL

Określenie optymalnej liczby i położenia odwiertów eksploatacyjnych jest kluczowe dla efektywnej eksploatacji złoża węglowodorowego. Ze względu na silnie nieliniowy charakter problemu oraz występowanie w funkcji odpowiedzi wielokrotnych minimów lokalnych do jego rozwiązania najczęściej wykorzystywane są bezgradientowe metody optymalizacyjne w połączeniu z symulacjami złożowymi. Należy jednak zauważyć, że większość prac poświęconych temu zagadnieniu opisuje proces optymalizacji położenia, a nie liczby odwiertów, przyjmując, że jest ona dana arbitralnie. Wynika to po części z faktu, że znane i stosowane metody optymalizacyjne operują na stałej liczbie parametrów optymalizacyjnych, w związku z czym liczba odwiertów wydobywczych nie może zmieniać się w trakcie procesu optymalizacji. Artykuł jest poświęcony próbie zbudowania algorytmu umożliwiającego równoczesną optymalizację liczby i położenia odwiertów wydobywczych ze względu na zdyskontowany zysk w zadanym okresie eksploatacji. Podstawową metodą optymalizacyjną w prezentowanym algorytmie jest optymalizacja rojem cząstek (ang. PSO) – jedna z najbardziej efektywnych metod optymalizacji bezgradientowej, należąca do grupy metod wykorzystujących inteligencję roju. Próby efektywności metody przeprowadzone na przykładzie złoża testowego PUNQ-S3 wskazały na zadowalającą zbieżność zaproponowanej metody, dla której na początkowym etapie zastosowano kontrolę minimalnej odległości pomiędzy odwiertami. Jakkolwiek algorytm charakteryzuje się zadowalającą zbieżnością, to jednak wskazane byłoby jego udoskonalenie poprzez wykorzystanie metody hybrydowej w celu zwiększenia jego efektywności w fazie optymalizacji lokalnej oraz wprowadzenie kontroli odległości minimalnej w trakcie całego procesu optymalizacji.

12

Swarm intelligence algorithm based on competitive predators with dynamic virtual teams

Yang S., Sato Y.

Journal of Artificial Intelligence and Soft Computing Research

|

2017

|

Vol. 7, No. 2

87--101

EN

In our previous work, Fitness Predator Optimizer (FPO) is proposed to avoid premature convergence for multimodal problems. In FPO, all of the particles are seen as predators. Only the competitive, powerful predator that are selected as an elite could achieve the limited opportunity to update. The elite generation with roulette wheel selection could increase individual independence and reduce rapid social collaboration. Experimental results show that FPO is able to provide excellent performance of global exploration and local minima avoidance simultaneously. However, to the higher dimensionality of multimodal problem, the slow convergence speed becomes the bottleneck of FPO. A dynamic team model is utilized in FPO, named DFPO to accelerate the early convergence rate. In this paper, DFPO is more precisely described and its variant, DFPO-r is proposed to improve the performance of DFPO. A method of team size selection is proposed in DFPO-r to increase population diversity. The population diversity is one of the most important factors that determines the performance of the optimization algorithm. A higher degree of population diversity is able to help DFPO-r alleviate a premature convergence. The strategy of selection is to choose team size according to the higher degree of population diversity. Ten well-known multimodal benchmark functions are used to evaluate the solution capability of DFPO and DFPO-r. Six benchmark functions are extensively set to 100 dimensions to investigate the performance of DFPO and DFPO-r compared with LBest PSO, Dolphin Partner Optimization and FPO. Experimental results show that both DFPO and DFPO-r could demonstrate the desirable performance. Furthermore, DFPO-r shows better robustness performance compared with DFPO in experimental study.

13

Fireworks Algorithm for Unconstrained Function Optimization Problems

Baidoo E.

Applied Computer Science

|

2017

|

Vol. 13, no 1

61--74

EN

Modern real world science and engineering problems can be classified as multi-objective optimisation problems which demand for expedient and efficient stochastic algorithms to respond to the optimization needs. This paper presents an object-oriented software application that implements a firework optimization algorithm for function optimization problems. The algorithm, a kind of parallel diffuse optimization algorithm is based on the explosive phenomenon of fireworks. The algorithm presented promising results when compared to other population or iterative based meta-heuristic algorithm after it was experimented on five standard ben-chmark problems. The software application was implemented in Java with interactive interface which allow for easy modification and extended expe-rimentation. Additionally, this paper validates the effect of runtime on the al-gorithm performance.

14

Optymalizacja procesu wiercenia otworów w elektronicznych płytach drukowanych przy użyciu algorytmu roju cząstek

Słowik A., Popławski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 8

10--13

PL

W niniejszej pracy przedstawiono optymalizację procesu wiercenia otworów w elektronicznych płytach drukowanych. Do realizacji tego zadania zastosowano algorytm optymalizacji rojem cząstek w wersji dostosowanej do optymalizacji problemów kombinatorycznych. Opracowany algorytm przetestowano przy użyciu ogólnie dostępnych danych benchmarkowych z biblioteki VLSI Data Set. Biblioteka ta zawiera dane odnośnie przykładowych elektronicznych płyt drukowanych. Otrzymane wyniki porównano z wynikami otrzymanymi przy użyciu standardowego algorytmu rojowego przystosowanego do optymalizacji problemów o dyskretnych dziedzinach. Trasa ramienia wiercącego uzyskana przy użyciu proponowanego algorytmu jest krótsza od trasy uzyskanej standardowym algorytmem roju dla dziedzin dyskretnych.

EN

In this paper, the optimization of the drilling holes process in the electronic printed circuit boards is presented. The particle swarm optimization algorithm in the version dedicated to the optimization of the combinatorial problems is applied for this task realization. The algorithm elaborated in this paper was tested with the use of global accessible benchmark data sets with the VLSI Data Set library. This library contains the data of the exemplary electronic printed boards. The results obtained using proposed algorithm were compared with the results obtained using standard particle swarm optimization algorithm in the version dedicated for optimization of the problems with discrete domains. The route of drilling arm obtained using proposed algorithm was shorter than the route of drilling arm obtained using standard particle swarm optimization algorithm for discrete domains.

15

A comparative study on multi-swarm optimisation and bat algorithm for unconstrained non linear optimisation problems

Baidoo E., Opoku Oppong S

Applied Computer Science

|

2016

|

Vol. 12, no 4

59--77

EN

A study branch that mocks-up a population of network of swarms or agents with the ability to self-organise is Swarm intelligence. In spite of the huge amount of work that has been done in this area in both theoretically and empirically and the greater success that has been attained in several aspects, it is still ongoing and at its infant stage. An immune system, a cloud of bats, or a flock of birds are distinctive examples of a swarm system. In this study, two types of meta-heuristics algorithms based on population and swarm intelligence - Multi Swarm Optimization (MSO) and Bat algorithms (BA) – are set up to find optimal solutions of continuous non-linear optimisation models. In order to analyze and compare perfect solutions at the expense of performance of both algorithms, a chain of computational experiments on six generally used test functions for assessing the accuracy and the performance of algorithms, in swarm intelligence fields are used. Computational experiments show that MSO algorithm seems much superior to BA.

16

FLC control for tuning exploration phase in bio-inspired metaheuristic

Kiełkowicz K., Grela D.

Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska. Sectio AI, Informatica

|

2016

|

Vol. 16, no. 2

32--38

EN

Growing popularity of the Bat Algorithm has encouraged researchers to focus their work on its further improvements. Most work has been done within the area of hybridization of Bat Algorithm with other metaheuristics or local search methods. Unfortunately, most of these modifications not only improves the quality of obtained solutions, but also increases the number of control parameters that are needed to be set in order to obtain solutions of expected quality. This makes such solutions quite impractical. What more, there is no clear indication what these parameters do in term of a search process. In this paper authors are trying to incorporate Mamdani type Fuzzy Logic Controller (FLC) to tackle some of these mentioned shortcomings by using the FLC to control the exploration phase of a bio-inspired metaheuristic. FLC also allows us to incorporate expert knowledge about the problem at hand and define expected behaviors of system – here process of searching in multidimensional search space by modeling the process of bats hunting for their prey.

17

Zastosowanie algorytmów rojowych do optymalizacji parametrów w modelach układów regulacji

Tomera M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 46

97--102

PL

W pracy przedstawione zostały algorytmy rojowe, takie jak: algorytm mrówkowy, zmodyfikowany algorytm mrówkowy, algorytm sztucznej kolonii pszczół oraz algorytm optymalizacji rojem cząstek. Dla tych algorytmów przygotowane zostało oprogramowanie w Matlabie, pozwalające na optymalizację parametrów poszukiwanych modeli matematycznych, wyznaczanych na podstawie przeprowadzonych testów identyfikacyjnych lub na optymalizację parametrów regulatorów zastosowanych w modelach matematycznych układów sterowania.

EN

The paper presents the swarm intelligence algorithms, such as: ant colony algorithm (ACO), the modified ant colony algorithm (MACO), the artificial bee colony algorithm (ABC) and the particle swarm optimization algorithm (PSO). Ant colony optimization (ACO) based upon the observation of the behavior of ant colonies looking for food in the surrounding anthill. Feeding ants it is based on finding the shortest path transitions between a food source and the anthill. In the process of foraging ants on their paths crossing from the nest to a food source and back, they leave a pheromone trail. The work presents also the modified ant colony algorithm (MACO). This algorithm is based on searching the solution space surrounded by the best solution obtained in the previous iteration. If you find a local minimum, the proposed algorithm uses pheromone to find a new solution space, while retaining the position information current local minimum. The artificial bee colony algorithm is one of the well-known swarm intelligence algorithms. In the past decade there has been created several different algorithms based on the observation of the behavior of cooperative bees. Among them, the most frequently analyzed and used is bee algorithm proposed in 2005 by Dervis Karaboga and was be used in the proposed paper. The particle swarm optimization algorithm (PSO) is based on adjusting the change speed of the moving particles to a speed of particles movement in the neighborhood. Particle optimization algorithm is one of the computational techniques derived on the basis of swarm behavior such as flocks of birds and schools of fish, which is the basis for the functioning of the exchange of information to enable them to cooperate. It was noticed that the animals in the herd tend to maintain the optimum distance from their neighbors, by appropriate adjustment of their speed. This method allows the synchronous and collision-free motion, often accompanied by sudden changes of direction and due to the rearrangement of the optimal formation. For these algorithms has been prepared the software in Matlab, allowing to optimization of the mathematical models designated on the basis of the carried out identification tests and control parameters used in the mathematical model of the control system.

18

Badanie i analiza algorytmów rojowych w optymalizacji parametrów regulatora kursu statku

Tomera M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 46

103--106

PL

W pracy przedstawione zostały badania i analiza zastosowania wybranych algorytmów rojowych do optymalizacji parametrów regulatora PID w układzie sterowania statkiem na kursie. Optymalizacja ta polegała na minimalizacji czasowego wskaźnika jakości wyznaczanego na podstawie odpowiedzi skokowej. Do optymalizacji parametrów regulatora kursu statku wykorzystane zostały algorytmy rojowe, takie jak: algorytm mrówkowy, zmodyfikowany algorytm mrówkowy, algorytm sztucznej kolonii pszczół oraz algorytm optymalizacji rojem cząstek. Przeprowadzone zostały badania szybkości znajdowania optymalnego rozwiązania i wykonana została analiza porównawcza uzyskanych wyników. Zaprezentowane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że algorytm optymalizacji rojem cząstek charakteryzuje się najlepszą jakością optymalizacji parametrów regulatora kursu statku.

EN

The paper presents the research and analysis of the use of certain swarm intelligence algorithms to optimize the parameters of PID control in a ship on the course. This optimization was to minimize the performance quality index based on step response of the mathematical model of control system. To optimize the parameters of the ship course controller have been used swarm intelligence algorithms, such as: ant colony algorithm (ACO), the modified ant colony algorithm (MACO), the artificial bee colony algorithm (ABC) and the particle swarm optimization algorithm (PSO). Rate tests were conducted to find the optimal solution and a comparative analysis of the results was made. The presented results of research allow us to conclude that the particle swarm optimization (PSO) algorithm has the best quality of optimizing the control parameters of the course controller.

19

Swarm intelligence approach to safe ship control

Lazarowska A.

Polish Maritime Research

|

2015

|

nr 4

33--40

EN

This paper presents an application of the Ant Colony Optimization (ACO) technique in a safe ship control system. The method developed solves the problem of path planning and collision avoidance of a ship in the open sea as well as in restricted waters. The structure of the developed safe ship control system is introduced, followed by a presentation of the applied algorithm. Results showing the problem-solving capability of the system are also included. The aim of the system developed is to increase automation of a safe ship control process. It is possible to apply the proposed method in Unmanned Surface Vehicles (USVs) control system, what will contribute to the enhancement of their autonomy.

20

Zastosowanie hybrydowej metody optymalizacji rojem cząstek w procesie automatycznej kalibracji modeli złożowych

Łętkowski P.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 11

784--793

PL

W artykule przedstawiono hybrydowy algorytm kalibracji złożowych modeli symulacyjnych oparty na metodzie optymalizacji rojowej. W celu zapobiegnięcia zjawisku przedwczesnej zbieżności metodę podstawową – optymalizację rojem cząstek (PSO, ang. particle swarm optimization) połączono z metodą lotów Lévy’ego, otrzymując efektywną technikę optymalizacyjną. Tradycyjna metoda kalibracji polegająca na wielokrotnym powtarzaniu procedury: symulacja – analiza wyników – modyfikacja modelu jest czasochłonna i wymaga dużej wiedzy oraz doświadczenia. Algorytm podstawowy metody (optymalizacja rojem cząstek) opiera się na tzw. próbkowaniu stochastycznym i jest jedną z najbardziej efektywnych metod optymalizacji. W porównaniu z klasyczną optymalizacją rojem cząstek prezentowany algorytm charakteryzuje się odpornością na zjawisko przedwczesnej zbieżności oraz dużą efektywnością w przeszukiwaniu przestrzeni rozwiązań.

EN

The article presents the hybrid algorithm for history matching of reservoir simulation models based on swarm intelligence. To avoid the appearance of “premature” convergence, PSO algorithm was hybridized with Levy’s “flight” which gave an effective optimization method. The traditional method is based on multiple repetition of the same procedure of simulation – result analysis – model modification is time consuming and requires considerable knowledge and experience. The method presented is based on Particle Swarm Optimization which is one of the most effective optimization algorithm. The presented algorithm combines the strengths of classical PSO with the durability of “premature” convergence and efficiency in the exploring of “solutions space”.