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《基于hopfield網(wǎng)絡(luò)的路徑規(guī)劃并行算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、IDesignandImplementationofParallelPathPlanningAlgorithmBasedonHopfieldNeuralNetworkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangHuayeSupervisor：Prof.XuLunhui、SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,ChinaII分類號(hào)：U491學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：201320106599華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于Hopfield網(wǎng)絡(luò)的路徑規(guī)劃并行算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作
2、者姓名：張華燁指導(dǎo)教師姓名、職稱：許倫輝教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：交通信息工程及控制研究方向：交通系統(tǒng)建模與仿真論文提交日期：2016年6月12日論文答辯日期：2016年6月4日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：何锫委員：徐建閩翁小雄劉偉銘林培群IIIIV摘要路徑規(guī)劃算法不僅僅是圖論和算法理論中的經(jīng)典問(wèn)題，而且在現(xiàn)實(shí)生活中也有非常多應(yīng)用，例如在智能交通、物流規(guī)劃、通信、機(jī)器人、LBS（基于位置的服務(wù)）、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。針對(duì)傳統(tǒng)的最短路徑規(guī)劃算法在求解路徑規(guī)劃問(wèn)題上的局限性，提出了一種基于Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的路徑規(guī)劃算法，利用
3、并行計(jì)算技術(shù)來(lái)對(duì)算法進(jìn)行加速，在算法的有效性和計(jì)算速度兩個(gè)方面對(duì)路徑算法做了一定改進(jìn)。首先對(duì)具有多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的路徑規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了分析，使用統(tǒng)一目標(biāo)法把多個(gè)目標(biāo)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)總的綜合目標(biāo)，并建立該問(wèn)題相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將求解多目標(biāo)路徑規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有多個(gè)局部極小值點(diǎn)的非凸優(yōu)化問(wèn)題；分析了適合于交通網(wǎng)絡(luò)分析的路網(wǎng)模型，以及相關(guān)的約束條件和影響因素。其次介紹了Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和性質(zhì)，分析連續(xù)型Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能量函數(shù)的穩(wěn)定性以及用于求解凸優(yōu)化問(wèn)題的可行性，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)迭代的步長(zhǎng)更新策略進(jìn)行了改進(jìn)；針對(duì)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在求解非凸優(yōu)化問(wèn)題上的局限性，將連
4、續(xù)型的模擬退火算法與其相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，模擬退火Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠有效跳出局部極小值，并收斂于全局最優(yōu)值。對(duì)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了并行性分析，將其迭代過(guò)程轉(zhuǎn)化為多個(gè)矩陣運(yùn)算，并利用OpenCL并行計(jì)算框架對(duì)不同規(guī)模的矩陣運(yùn)算進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)矩陣運(yùn)算優(yōu)化了對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)。測(cè)試結(jié)果表明，相對(duì)于傳統(tǒng)的串行計(jì)算方式，基于OpenCL的并行計(jì)算模式能夠顯著提高矩陣運(yùn)算的速度。將并行計(jì)算應(yīng)用于求解一個(gè)多目標(biāo)路徑規(guī)劃問(wèn)題，驗(yàn)證了算法在求解多目標(biāo)路徑規(guī)劃問(wèn)題時(shí)能取得正確的效果。最后在本文所研究路徑規(guī)劃算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合并行計(jì)算、GIS等技術(shù)開(kāi)發(fā)了一個(gè)路徑規(guī)劃仿真軟件。關(guān)鍵詞
5、：路徑規(guī)劃；非凸優(yōu)化；Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；并行計(jì)算VAbstractPathplanningalgorithmisnotonlyaclassicproblemingraphtheoryandalgorithmtheory,butalsoinreallifetherearesomanyapplications,suchasITS,logistics,communication,LBS,unmannedaerialvehicles,etc.Inviewofthelimitationsofthetraditionalshortestpathplanningalgorithmo
6、nsolvingpathplanningproblem,thispaperproposedapathplanningalgorithmbasedonHopfieldneuralnetwork,andthealgorithmisacceleratedbyusingOpenCL(aparrallecomputingframework).Firstofall，thepathplanningproblemwithmulti-objectiveisanalyzed,andestablishthemathematicalmodelbyusingtheunifiedtargetmethod
7、toconverttheproblemofmultipletargetsforageneralcomprehensivegoals.Andthecharacteristicsofthetrafficnetworkmodelisintroduced,aswellastherelatedconstraintconditionsandinfluencingfactors.Secondly,thispaperintroducesthebasicconceptsandpropertiesofHopfieldneu
