當(dāng)在車輛或水下飛機(jī)的封閉空間中安裝多個(gè)電子元件，印刷電路板元件和其他機(jī)械元件時(shí)，每個(gè)電子元件的多芯電纜的布置問(wèn)題繁瑣復(fù)雜，不僅可以使用合理的布線路徑。布線更科學(xué)，礦用電纜最重要的是，優(yōu)化最短的布線可以在產(chǎn)品滿足嚴(yán)格的重量要求時(shí)最大限度地減少系統(tǒng)的總重量。過(guò)在狹小空間內(nèi)選擇典型的工作區(qū)域并將其拖運(yùn)，應(yīng)用智能蟻群算法優(yōu)化特定空間中的電線和電纜設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加科學(xué)。且更合理。纜布置;蟻群算法;光柵化;優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TP301.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2018）28-0179-03目前，電路是在一個(gè)小而復(fù)雜的空間布局的導(dǎo)體（如水下航行器的內(nèi)部基本上符合技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)。論小線的布置或組合電纜的布置如何，都沒(méi)有對(duì)長(zhǎng)度方面的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，只獲得了基本的合理性，科學(xué)性仍然存在很大差距。全距離。果需要技術(shù)人員對(duì)每根電線進(jìn)行比較分析，工作量將非常重要，效果不會(huì)很好。此，有必要具有能夠合理地優(yōu)化電纜設(shè)計(jì)的技術(shù)和理論，作為技術(shù)設(shè)計(jì)者的輔助設(shè)計(jì)手段，從而可以盡可能地縮短電纜的長(zhǎng)度。

　　輕系統(tǒng)的重量，使設(shè)計(jì)更加合理和科學(xué)。生優(yōu)化算法是人工智能研究的重要分支，包括模擬生物世界中自然選擇和遺傳機(jī)制的遺傳算法，模擬行為的蟻群算法。群搜索和粒子群優(yōu)化算法模擬鳥(niǎo)類種群的捕食行為。[1]。種群體智能算法目前廣泛用于各種工業(yè)，軍事和民用領(lǐng)域。工蟻群算法是一種新型的模擬進(jìn)化算法，可以模擬自然界中的蟻群搜索行為。算法最初是由意大利學(xué)者M(jìn). Dorigo等人提出的。用于解決分發(fā)問(wèn)題，調(diào)度問(wèn)題等。取得了不錯(cuò)的成績(jī)。此影響，蟻群系統(tǒng)模型逐漸引起了其他研究者的關(guān)注，并最近被引入到人工智能軌跡的規(guī)劃中[2]。群算法的優(yōu)化原理在螞蟻覓食過(guò)程中，總能找到蟻群與遠(yuǎn)距離食物之間的最短路徑。只螞蟻事先都不知道食物的位置，但看起來(lái)可以自己看到的局部范圍。研究過(guò)程中，礦用電纜它會(huì)向高濃度方向移動(dòng)其他螞蟻留下的信息素有一定的可能性。息素也被釋放。息素的濃度與所采用的路徑的長(zhǎng)度成反比。時(shí)，所有信息素都以一定的速率揮發(fā)。過(guò)一段時(shí)間的研究，最短路徑上的信息素將越來(lái)越集中。著最短路徑移動(dòng)的螞蟻將越來(lái)越多，并將形成一個(gè)積極的回報(bào)，以找到最短的路徑[3]。行計(jì)劃是蟻群算法最常見(jiàn)的任務(wù)之一。據(jù)環(huán)境信息控制的程度，路徑規(guī)劃可以分為兩種類型：一種是基于完整環(huán)境信息的全局路徑規(guī)劃，另一種是基于來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)信息的部分路徑規(guī)劃。
　　測(cè)。中，有三種典型的環(huán)境建模方法，用于根據(jù)表達(dá)工作空間模型的不同方法來(lái)規(guī)劃本地路徑：配置空間方法，自由空間方法和網(wǎng)格方法。格方法是平面運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃的抽象模型，是最廣泛研究的軌跡規(guī)劃方法之一。M. B. Metea [4]首次提出了網(wǎng)格方法來(lái)解決分層地形的自動(dòng)路徑規(guī)劃問(wèn)題。將工作環(huán)境分解為一系列具有二進(jìn)制信息的網(wǎng)格單元：工作空間中障礙物的位置和大小是一致的，并且移動(dòng)時(shí)對(duì)象的位置和大小不會(huì)改變。器人的二維工作空間被相同大小的網(wǎng)格劃分。格的大小以任務(wù)本身的目標(biāo)大小為參考。以通過(guò)網(wǎng)格塊的集成來(lái)表示自由空間和障礙。

　　問(wèn)題可以描述如下：最初，任務(wù)的目標(biāo)具有未知的網(wǎng)格信息，但是任務(wù)的目標(biāo)具有感知能力和存儲(chǔ)容量，并且可以感知任務(wù)的相鄰光柵信息。置，用于感知的柵格信息。以保存。型首先要求任務(wù)的目標(biāo)從給定柵格地圖的起點(diǎn)繞過(guò)障礙物并找到到達(dá)終點(diǎn)的路線，從而最大限度地減少經(jīng)過(guò)的柵格數(shù)量。線。要將特定水下交通工具布線的局部區(qū)域中選擇工作空間，并選擇典型空間作為分析解決方案的目標(biāo)。1是一個(gè)小工作區(qū)域的模擬，包括所有在同一平面內(nèi)的電路板，電源，機(jī)械組件和其他組件。格化工作空間對(duì)于蟻群算法，必須對(duì)圖1中所示的工作空間進(jìn)行柵格化，并將圖表中的可用組件和位置存儲(chǔ)在網(wǎng)格中。區(qū)域中組件或組件的位置定義為障礙物，并根據(jù)大小比較設(shè)計(jì)網(wǎng)格。柵化提供了圖2中25x25網(wǎng)格地形圖的結(jié)果。軟件中創(chuàng)建25x25地形圖矩陣，1為障礙物，0為可路由空間。標(biāo)記之后，它由矩陣G表示。柵格地圖中，每個(gè)柵格等同于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且在一個(gè)路徑中，每個(gè)柵格是相鄰的。于有障礙物的卡片，屏障網(wǎng)格和任何網(wǎng)格都不相鄰。矩陣表示的網(wǎng)格如下：觀察圖4中的矩陣G. 3.我們可以看到，當(dāng)矩陣的元素為1時(shí)，它是障礙物的位置，當(dāng)矩陣的元素為0時(shí)，它對(duì)應(yīng)于原始區(qū)域。群算法蟻群算法是一種經(jīng)典的蟻群算法。索過(guò)程如下：在初始時(shí)刻，[m]螞蟻隨機(jī)放置在第一個(gè)網(wǎng)格中，每條路徑上信息素的初始值相等，定義如下：[τij（0）=τ0 ]是信息素的初始值。以定義[τ0= mLm]，[Lm]是最近鄰居的啟發(fā)式方法建立的路徑長(zhǎng)度。次，ant [k（k = 1，2，... m）]根據(jù)隨機(jī)比例規(guī)則選擇要轉(zhuǎn)移的網(wǎng)格，其選擇概率如下：[pkij（t）= [τij] （t）]α[ηij（t）]βs∈allowedk[τis（t）]α[ηis（t）]β，j∈allowedk0，else]（1）其中[τij]是邊緣上的信息素[（ i，j）]，[ηij= 1dij]是從網(wǎng)格[i]傳遞到網(wǎng)格[j]的啟發(fā)式因子，[allowedk]是允許ant [k]接下來(lái)的網(wǎng)格集合[ 5]。
　　了防止螞蟻選擇已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的網(wǎng)格，tabu [tabuk]表用于記錄當(dāng)前由ant [k]瀏覽的網(wǎng)格。[t]之后，所有的螞蟻來(lái)回走動(dòng)，計(jì)算每只螞蟻的路徑長(zhǎng)度，記錄最短路徑的長(zhǎng)度，并更新每側(cè)的信息素。先是信息素的揮發(fā)，然后是螞蟻在它們通過(guò)的邊緣釋放信息素。式為：[τij=（1-ρ）τij]，其中[ρ]是信息素的揮發(fā)系數(shù)，[0 <ρ≤1]。[τij=τij k =1mΔτkij]，其中[Δτkij]是[k] ant在其通過(guò)的邊緣上釋放的信息素，定義如下：[Δτkij= 1dij，如果邊緣（i，j）是在路徑Tk 0上，否則]（2）根據(jù)公式（2），由螞蟻構(gòu)建的路徑長(zhǎng)度越小，路徑的每個(gè)邊緣獲得的信息素越大，這在迭代期間更可能后來(lái)。其他螞蟻選中。環(huán)完成后，清空禁忌表并返回初始網(wǎng)格以準(zhǔn)備下一次搜索。蟻群算法的實(shí)現(xiàn)中，有三個(gè)關(guān)鍵步驟：1）螞蟻的移動(dòng)操作，2）自身信息素的釋放和3）更新螞蟻的操作信息素。序算法的流程圖如圖4所示。柵化工作空間并構(gòu)建啟發(fā)式信息矩陣后，蟻群算法按如下方式進(jìn)行：步驟1：初始化狀態(tài)，步驟2：選擇節(jié)點(diǎn)，下一步訪問(wèn)節(jié)點(diǎn);步驟3：跑步者游戲方法選擇下一步，第四步：更新并記錄狀態(tài)，第五步：記錄覓食路線和每一代和每只螞蟻的道路長(zhǎng)度;步驟6：更新信息素，評(píng)估循環(huán)或結(jié)束步驟7：退出繪圖?；Y(jié)果在圖5中，選擇了路由的起點(diǎn)和終點(diǎn)。用圖3的網(wǎng)格矩陣G作為模板，執(zhí)行預(yù)編程的Matlab程序，并在程序的輸出接口上自動(dòng)繪制最佳路徑線。矩陣G中，第一行和第一列對(duì)應(yīng)于光柵圖的坐標(biāo)（1，25），第25行和列對(duì)應(yīng)于（25，1）中的光柵圖的位置坐標(biāo)。選擇的起始點(diǎn)是20（25，25）并且終點(diǎn)是607（7，1）時(shí)，獲得的結(jié)果顯示在圖4中。5顯示了布線位置的優(yōu)化計(jì)算結(jié)果。根據(jù)圖中所示的路由到達(dá)最佳路由路徑。論在設(shè)計(jì)水下交通工具或機(jī)載結(jié)構(gòu)時(shí)，總重量通常要求很高：在狹窄的密閉空間內(nèi)安裝多個(gè)PCB組件和其他機(jī)械組件時(shí)，電子組件個(gè)人合并。芯電纜布置的問(wèn)題是復(fù)雜的，并且難以科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)手動(dòng)布線。滿足功能要求的同時(shí)，布線兩端的最短路徑非常重要。設(shè)計(jì)工作空間的選擇，空間像素化，蟻群算法的優(yōu)化等方面，布線可以合理，但最重要的是優(yōu)化最短的布線可以最小化系統(tǒng)的總重量。設(shè)計(jì)方面，還必須考慮電纜直徑，連接方法和電磁干擾等因素。
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