基于复杂网络的群集智能优化算法及应用

本项目从群集智能网络的自组织性、局部自治性、强鲁棒性、涌现性等特点和实际应用需求出发，结合复杂网络理论，研究通讯约束下群集智能切换网络的优化模型、算法设计及应用问题，建立相应的优化理论与方法。通过对典型群集智能网络的结构特征分析，建立反映复杂网络拓扑结构特征的群集智能网络优化模型，并根据网络特征设计新的分布式网络优化算法；在分析典型的群集智能网络切换特性的基础上，研究群集智能切换网络的优化行为及分布式算法设计；分析在不同的网络通讯因素影响下，群集智能网络的优化行为，探讨如何在给定通讯约束的条件下，设计相应的分布式网络优化算法；最后，将群集智能优化的研究应用于油气集输管道网络的拓扑布局优化与应急管理。本项目将为发展群集智能网络的优化理论作出贡献，同时为实际应用提供新思想和新方法。

本项目基于群集智能网络的自组织性、局部自治性、强鲁棒性、涌现性等特点和实际应用需求出发，研究了切换拓扑、通讯约束下群集智能网络的建模、优化设计及应用等问题，设计了相应的分布式网络控制及优化算法，揭示了群集智能网络的动态演化规律，建立了相应的优化理论与方法。针对群集智能网络的结构特征和通讯约束的特点，本项目结合复杂网络拓扑结构特征分别建立了切换拓扑和具有通讯约束下的群集智能网络的优化模型；研究了切换的引入对群集智能优化算法的收敛性和收敛速度的影响，并根据网络拓扑的切换特性设计了有针对性的群集智能分布式优化算法；通过分析不同类型通讯约束影响下群集智能网络的各种群集行为，设计了如何在给定的有限通讯资源情况下使网络达到最优运行效果的分布式优化算法，揭示了网络的通讯约束与网络群体动力学行为之间的内在联系与规律；在理论上深刻揭示了切换、通讯约束对群集智能网络动态行为的影响和作用，在实践上指导了油气集输管道网络、负载传输、混杂协同编队等问题中的优化设计与实现。本项目的研究进一步完善了群集智能网络的优化理论，为群集智能网络的分析与优化设计提供了理论指导，对解决实际群集智能网络如油气集输管道网络中的拓扑布局优化与应急管理等重大问题有重要的理论意义和广阔的应用价值。本项目发表标注论文27篇，其中SCI收入17篇。