Бакалаврська дипломна робота на тему:

Розробка програмного забезпечення інтелектуального

модуля задачі розподілу економічного навантаження

Виконала: студентка 4 курсу, групи 1КН-09б Бендерук Ю.А.

Керівник: к.т.н.,професор Месюра В.І. Рецензент к.т.н., професор Азарова А.О.

• Мета бакалаврської дипломної роботи – розробка методу розв’язання задачі розподілу економічного навантаження з кращими, у порівнянні з існуючими методами, показниками ефективності.

• Об’єктом дослідження є задача розподілу економічного навантаження.

• Предметом дослідження є метод рою часток для розв’язання задачі розподілу економічного навантаження.

• Основними задачами бакалаврської дипломної роботи є аналіз задачі розподілу економічного навантаження, дослідження основних методів розв’язку задачі, розробка алгоритму розв’язання задачі та розробка програмного забезпечення інтелектуального модуля розв’язання задачі розподілу економічного навантаження.

Вступ

Задача розподілу економічного навантаження

Складності задачі розподілу

економічного навантаження

Неперервна область пошуку розв’язку

Нелінійність функції обрахунку ціни

Існуючі методи вирішення задачі розподілу економічного

навантаження

Бджолиний алгоритм

Метод оптимізації

пересуванням бактерій

Генетичний алгоритм

Метод гілок та меж

Метод рою часток

Моделі математичного програмування

Детерміновані Стохастичного програмування

Лінійного програмування Нелінійного

програмування

Дискретного програмування

Мережеве програмування

Опуклого програмування

Динамічне програмування

Задача розподілу

економічного навантаження

Постановка задачі розподілу економічного навантаження

npppS ...21

iiiii

n

i

cpbpaf

2

1

111 pMaxppMin 222 pMaxppMin nnn pMaxppMin . . .

S – загальний обсяг палива, який необхідно випустити

p1, p2, ... pn – кількість палива, яку виробляє кожна станція

f – сумарна ціна випуску палива

ai, bi, ci – деякі константи, що характеризують i-ту станцію

pMini, pMaxi – мінімальний і максимальний обсяг палива, що випускається на i-тій станції

Метод рою часток

Математична модель методу рою часток

• – вектор швидкості• – важливість персональної складової• – важливість соціальної складової• – випадкова величина, рівномірно розподілена на відрізку [0;1]• – краща для частки функція пристосованості, що була досягнута під

час ітеративного процесу• – поточна функція пристосованості• – краща досягнута під час ітеративного процесу функція

пристосованості серед усіх часток популяції

• – позиція частки

)(*()*)(*()* 21 currentgbestrandccurrentpbestrandcvv

vpp

1cv

2c()rand

pbest

currentgbest

p

Схема алгоритму розв’язання задачі розподілу економічного навантаження на основі методу рою часток

Початок

Кінець

Зчитування даних

Початкова ініціалізація масиву

p

Обчислення функції пристосовуваностІ

початкової популяції

Зміна вектора швидкості

Зміна значення вектора p

Виведення глобального

мінімуму і значень вектора р

Від 1 до загальної кількості ітерацій

Обчислення функції пристосовуваностІ

отриманої популяції

1

2

3

4

5

6

7

8

1

1

Схеми алгоритмів підбору констант методу рою часток при розв’язанні задачі розподілу економічного навантаження

Початок

Початкова ініціалізація коефіцієнтів випадковим

чином

Від 1 до загальної кількості ітерацій

Зміна значення коефіцієнтів частки

1

Кінець

2

3

Розрахунок нового значення цільової

функції

4

Підрахунок ймовірності та зміна коефіцієнтів на

основі обрахованої ймовірності

Перерахунок значення температури

5

6

Початок

Початкова ініціалізація коефіцієнтів

Від 1 до загальної кількості ітерацій

Зміна коефіцієнтів шляхом множення на

певний коефіцієнт від 0 до 1 виключно

1

Кінець

2

3

Початок

Початкова ініціалізація коефіцієнтів випадковим чином

Від 1 до загальної кількості ітерацій

Зміна значення коефіцієнтів частки за заданими формулами

(аналог схрещування)

1

Кінець

2

3

Зміна коефіцієнтів шляхом додавання рівномірно

розподіленої випадкової величини з відрізка [-0,01;0,01]

(аналог мутації)

4

Приклад роботи програми

Охорона праці

План приміщення користувача програмного забезпечення

АпробаціїРезультати дослідження бакалаврської дипломної роботи апробовані на наступних конференціях: • VI Міжнародній науково-практичній конференції молодих учених і студентів

«Інформаційні процеси і технології «Інформатика - 2013», м. Севастополь, 22 – 26 квітня 2013 р.

• IX Міжнародна науково-практична конференція «Ефективні інструменти сучасної науки - 2013», м. Прага, 27 квітня – 5 травня 2013

• II Міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні інформаційні системи та технології», м. Суми, 21-24 травня 2013 року

• ХLІІ науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу, співробітників та студентів Вінницького національного технічного університету (м. Вінниця, Україна, 2013 р) та опубліковані у збірниках тез даних конференцій.

Результати досліджень прийняті до друку в електронному фаховому виданні з переліку ВАК України «Наукові праці Вінницького національного технічного університету», №2, 2013 р.

Стаття по результатам проведених досліджень прийнята до публікації у фаховому виданні з переліку ВАК «Вісник ВПІ», №3 за 2013 р.

Основні результати роботи

• Проаналізовано існуючі методи розв'язання задачі про розподіл економічного навантаження. Обґрунтовано доцільність використання методу рою часток для розв'язання поставленої задачі.

• Розроблено 3 алгоритми підбору констант (коефіцієнтів соціалізації і персоналізації) методу рою часток при розв’язанні задачі розподілу економічного навантаження.

• Спроектовано програмне забезпечення, що реалізує 4 алгоритми розв’язку поставленої задачі.

• Тестування спроектованого програмного забезпечення засвідчило, що розроблені алгоритми є ефективними з точки зору оптимальності знайденої відповіді.

• Результати, отримані під час виконання бакалаврської дипломної роботи, апробовані на 4 науково-практичних конференціях та стали предметом 2-х наукових статей у фахових виданнях.

• Результати, отримані у бакалаврскій роботі впроваджені у навчальний процес ВНТУ у якості лабораторної роботи із дисципліни "Методи та системи штучного інтелекту".