BP多目标人工群峰算法在建筑中应用

徐昊，武宏博，问俊杰，覃唐江

摘要：在这个电子信息时代，各个领域都有对应的融合，在建筑方面通过研究发现BP多目标人工群峰算法加快了原有工程的进程，大大减少了人们进行复杂的数字运算与筛选的时间，对于多目标人工群蜂算法来说这是一个最好的时代，它化简了许多过程，在多方面领域对它的青睐程度很高，所以对于我们而言，我们很有必要去研究，开发和应用这个方法，将它的能力开发到极致，尤其是在建筑方面

关键词：人工群峰算法 节能 多目标 热舒适性

1. 人工群峰算法的概念及背景

   1. 人工群峰算法的概念：

人工蜂群算法(Aritifical Bee Colony Algorithm，简称ABC)，通过模拟蜂群采蜜的过程，探索寻找优质食物源的一种新型的全局寻优群体智能算法，人工蜂群算法具有控制变量相少，收敛速度快，搜索能力强，容易实现和计算简洁等特点。此外，人工蜂群算法还可以通过与其他算法相结合，来提高自身的优化性能。

人工蜂群:算法把优化问题的解看作蜜源，将优化问题的目标函数值度量成蜜源的花蜜量，将优化问题形象化和智能化，为解决现实中的复杂问题提供新思路。人工蜂群算法具有广泛的应用，无论在理论分析研究中，还是在解决实际问题上，人工蜂群算法都具有重要的应用价值。

1. 2. 人工群峰算法在建筑中研究背景：

随着我国经济和产业结构的调整,城镇化的发展和人类追求高含量的建筑空间,当前社会终端能源消费占20%的建筑能耗的比例将上升到30% ~ 40%民居建筑作为建筑的重要组成部分,其明亮的个性在居住建筑能耗不仅与建筑本身,更与居住者的行为意识、习惯等密切相关。降低能源消耗，提高建筑经济性和舒适性的目的是积极响应国家发展政策，而改善居住环境的目的是满足人们对美好生活的追求。在新时代背景下，在五大发展理念的指导下，节能居住建筑的多目标优化研究必将成为人们关注的焦点^[1]。传统的建筑节能优化研究集中在一个特定的研究方向上。设计了几种实验方案，进行了一系列的仿真、测试和评价，选择了满足优化目标的结果。并针对这一目标提出相应的改进措施或建议。如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对居住建筑的追求也越来越多样化和高品质。单目标和双目标优化的节能住宅难以满足人们对住宅经济、舒适和节能的需求。这对建筑节能设计提出了更高的要求。为了解决节能居住建筑的多目标优化问题，首先是开展建立多目标优化模型的研究。节能住宅建筑多目标优化模型的构建是一个技术复杂、规模大的系统，需要多学科的交叉与融合。多目标优化模型的构建是实现节能住宅建筑多目标优化设计的重要阶段。的基础上满足使用价值,应该改进的多目标优化节能住宅和探索根据实际需要和使用满意度的居民,和节能住宅的发展趋势应该考虑在内,以便实现节能住宅的多目标优化,最后对节能住宅满足人们的实际需求。

2. 人工群峰算法的基本原则：

人工蜂群算法是优化问题的基本对象，以食物源、就业和失业蜜蜂以及食物源的位置来表示。被雇佣的蜜蜂，被称为采集者，负责寻找和开发食物来源，这里丰富的花蜜对应着它所代表的溶液的质量。在蜂群算法中，花蜜源与待处理食物源是一对一对应的。观察蜂和侦察蜂构成失业蜂，它们主要负责食物来源的开发。观察蜜蜂通过收集关于蜂蜜来源的信息和在蜂巢附近寻找其他更好的食物来源来选择蜂蜜来源。蜂源采蜜是指在蜂箱的舞蹈区，通过采集蜜蜂传递的信息，在食物源附近采蜜。这次招聘可以使整个蜂群有条不紊地工作。蜜蜂不断更新自己的位置，选择更好的食物来源，可以有效提高解决方案的质量。放弃一种食物来源的行为意味着每一种食物来源都有一定的开发限度。当食物资源被开发到时间限制的时候，采集的蜜蜂就会放弃对食物资源的开发，成为侦查蜂，负责寻找新的食物资源。群体内的自组织映射和分工协作是人工蜂群算法所特有的功能，具有群体智能行为的必要条件，以及放弃食物来源的行为模式。

2. 多目标人工群蜂算法在建筑中的应用：

多目标人工群蜂该算法由于其理念简单，比较容易操作，而且参与进去的参数也是比较少的，多个领域相继采纳了这个方法，在建筑领域的节能方面，跟多目标人工群蜂的契合度是比较高的，尤其是在面对多个优化目标时影响因素与优化目标之间存在复杂的非线性映射关系，很难用数学的方法建立适应度目标函。人工群蜂算法可以打破这种僵局，并且可以快速掌握运用，不仅仅是在节能之中，工程造价，建筑热舒适性等多方面都可以进行应用。

如下在建筑方面具体的应用：王南对建筑节能方面进行了新的总结，在建筑节能方面进行分析与讨论，引入了新的算法在建筑中^[2];翟瑞在工程之中为了在工程项目进度、成本和质量三者之间得到最优的关系，运用了多目标优化进行求解，并构建了相关的模型，利用与它契合度高的算法的到了想要的解集。

2. 小结：

多目标人工群蜂算法的来临刚好符合时代的潮流，在这个电子信息时代，在各个领域都有对应的融合，他们为了加快了原有工程的进程，大大减少了人们进行复杂的数字运算与筛选的时间，对于多目标人工群蜂算法来说这是一个最好的时代，他化简了许多过程，在多方面领域对它的青睐程度很高，所以对于我们而言，我们很有必要去研究，开发和应用这个方法，将它的能力开发到极致。

1] 燕达，陈反明，潘毅群，高岩.我国建筑能耗模拟的研究现状与发展[J]. 建筑科学，2019，40(04):110-116.

2] 王南、基于遗传算法的建筑节能集成优化设计初探[D].成都，西南交通大学，2018: