【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及輪胎設計，尤其涉及一種低噪音輪胎節距初始排列生成方法、系統和計算機程序產品。
技術介紹
1、輪胎噪聲是影響駕駛舒適性和車輛環保性能的一個重要因素。研究表明，輪胎的花紋設計、特別是花紋節距的排列方式，對輪胎的噪聲水平有顯著影響。花紋節距指的是輪胎表面花紋的周期性間隔，它直接關系到輪胎與路面接觸的方式，以及空氣與輪胎間的流動模式，從而影響輪胎的噪聲產生。
2、現有的輪胎噪聲優化方法主要通過對輪胎花紋節距進行優化設計來降低噪聲。傳統的節距優化方法多基于模擬和經驗方法，但這些方法往往局限于線性設計思維，難以處理復雜的多維度噪聲影響因素。同時，傳統的優化方法如基于模擬退火或隨機算法的初始種群生成，常常存在生成的初始節距排列缺乏多樣性與平衡性的問題，導致優化過程效率低下，甚至難以找到符合設計需求的最優解。
3、尤其是在使用遺傳算法進行節距排列優化時，遺傳算法的初始種群對于優化結果有著至關重要的影響。目前，大多數現有技術在生成初始種群時采用隨機生成的方式，這會導致生成的節距排列往往會出現長時間段的相同節距連續排列或相鄰節距長度差異過大的現象。這種不平衡的節距排列不僅會影響輪胎的噪聲性能，還可能導致輪胎的磨損不均勻，進一步影響輪胎的使用壽命與舒適性。
4、為了在滿足低噪聲要求的同時提高輪胎的使用壽命和舒適性，如何優化遺傳算法中的初始種群生成方法，確保生成的初始節距排列滿足一定的排列規則和受限條件，成為了輪胎設計領域亟待解決的問題。目前，如申請人申請的中國專利技術專利（如專利20211161355
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題，本專利技術的目的是提供一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成方法，該方法控制了遺傳算法初始排列時相同節距長度連續數量以及相鄰節距的長度差，提升了輪胎的舒適性及使用壽命，并通過算法實現了滿足受限條件的節距排列的快速自動生成，提高了生成的效率和準確性。
2、為了實現上述的目的，本專利技術采用了以下的技術方案：
3、一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成方法，所述方法包括以下步驟：
4、1）定義輪胎節距類型和每種節距的數量，定義種群目標數量m；
5、2）定義節距受限排列規則，所述規則包括：
6、i.序列中首尾節距類型數值差≤m；
7、ii.序列中任意兩個相鄰節距類型數值差≤m；
8、iii.序列中連續相同節距類型的數量≤n；
9、m為相鄰節距值的差值，n為連續相同節距類型的數量；
10、3）隨機生成節距序列，所述序列由步驟1）中定義的節距類型構成；
11、4）檢查并調整所述隨機生成的節距序列以滿足步驟2）中的節距受限排列規則；
12、5）重復步驟3）和4），直到生成預定大小的種群數量。
13、作為優選，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中任意兩個相鄰節距類型數值差≤m，其中m的值為2。
14、作為優選，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中連續相同節距類型的數量≤n，其中n由節距總數n計算得出，n等于n除以10后四舍五入取整。
15、作為優選，步驟4）中的調整方法包括：
16、a）首尾相接檢查，如果序列中首尾節距類型數值差＞m，則重新隨機打亂序列直到滿足條件；b）相鄰節距長度檢查，遍歷節距排列列表，對于每一對相鄰節距值pitch[i]和pitch[i+1]，計算它們的差值，如果差值＞m，則執行交換操作；
17、c）連續相同節距檢查，識別連續相同節距值序列，若長度＞n，則交換其中一個節距值，直到滿足條件。
18、作為優選，所述交換操作包括：在節距排列列表中尋找一個可以與pitch[i+1]交換的節距值pitch[j]，使得交換后pitch[i]和pitch[j]的差值≤m。
19、作為優選，所述連續相同節距檢查的步驟包括：遍歷節距排列列表，識別出所有連續相同節距值序列，并對每個序列進行交換操作，以保證序列長度≤n。
20、進一步，本專利技術還公開了一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成系統，所述系統實現所述的方法，包括：
21、1）用于定義輪胎節距類型和每種節距的數量的定義模塊；
22、2）用于定義節距受限排列規則的規則定義模塊；
23、3）用于隨機生成節距序列的生成模塊；
24、4）用于檢查并調整所述隨機生成的節距序列以滿足節距受限排列規則的調整模塊；
25、?5）用于重復生成和調整步驟，直到生成預定大小的種群數量的控制模塊。
26、作為優選，所述調整模塊進一步包括：首尾相接檢查模塊、相鄰節距長度檢查模塊和連續相同節距檢查模塊；所述首尾相接檢查模塊用于檢查節距序列中首尾節距類型數值差是否滿足條件，如果不滿足則重新打亂序列；所述相鄰節距長度檢查模塊用于遍歷節距排列列表，對于每一對相鄰節距值計算它們的差值，并在差值大于預定閾值時執行交換操作以滿足差值要求。
27、進一步，本專利技術還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序或指令，該計算機程序或指令被處理器執行時實現所述方法。
28、進一步，本專利技術還提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序或指令，該計算機程序或指令被處理器執行時實現所述方法。
29、本專利技術由于采用了上述的技術方案，該方法控制了遺傳算法初始排列時相同節距長度連續數量以及相鄰節距的長度差，提升了輪胎的舒適性及使用壽命，并通過算法實現了滿足受限條件的節距排列的快速自動生成，提高了生成的效率和準確性。具有以下顯著的有益效果：
30、1、有效降低輪胎噪聲：通過控制節距排列中相鄰節距的長度差和連續相同節距的數量，本專利技術能夠生成更均勻、更平衡的節距排列，從而有效降低輪胎的噪聲水平。避免了相鄰節距長度差過大和長時間段的相同節距排列，這些問題會導致輪胎噪聲增大。本專利技術優化后的初始排列能夠顯著提高輪胎的舒適性，并滿足低噪聲設計要求。
31、2、提高遺傳算法優化效率：傳統的隨機生成初始種群方法往往需要經過大量的篩選和調整，才能滿足設計要求，過程費時費力。而本專利技術通過設定特定的節距排列規則，在生成初始種群時即自動篩選出符合噪聲控制和均勻性要求的節距排列，從而提高了遺傳算法的優化效率。利用本專利技術的方法生成200個符合排列規則的節距序列僅需3秒，而采用傳統的隨機排列后人工篩選方法，至少需要5分鐘，顯著縮短了優化時間。
32、3、提升輪胎使用壽命和舒適性：通過控制相鄰節距長度的差異和相同節距連續排列的數量，本發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中任意兩個相鄰節距類型數值差≤m，其中m的值為2。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中連續相同節距類型的數量≤n，其中n由節距總數N計算得出，n等于N除以10后四舍五入取整。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4）中的調整方法包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述交換操作包括：在節距排列列表中尋找一個可以與pitch[i+1]交換的節距值pitch[j]，使得交換后pitch[i]和pitch[j]的差值≤m。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述連續相同節距檢查的步驟包括：遍歷節距排列列表，識別出所有連續相同節距值序列，并對每個序列進行交換操作，以保證序列長度≤n。
7.一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成系統，其特征在于，所述系統實現權利要求
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述調整模塊進一步包括：首尾相接檢查模塊、相鄰節距長度檢查模塊和連續相同節距檢查模塊；所述首尾相接檢查模塊用于檢查節距序列中首尾節距類型數值差是否滿足條件，如果不滿足則重新打亂序列；所述相鄰節距長度檢查模塊用于遍歷節距排列列表，對于每一對相鄰節距值計算它們的差值，并在差值大于預定閾值時執行交換操作以滿足差值要求。
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序或指令，其特征在于，該計算機程序或指令被處理器執行時實現權利要求1-6任一項所述方法。
10.一種計算機程序產品，包括計算機程序或指令，其特征在于，該計算機程序或指令被處理器執行時實現權利要求1-6任一項所述方法。
...【技術特征摘要】
1.一種用于遺傳算法的低噪音輪胎節距初始排列生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中任意兩個相鄰節距類型數值差≤m，其中m的值為2。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2）中定義的節距受限排列規則為：序列中連續相同節距類型的數量≤n，其中n由節距總數n計算得出，n等于n除以10后四舍五入取整。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4）中的調整方法包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述交換操作包括：在節距排列列表中尋找一個可以與pitch[i+1]交換的節距值pitch[j]，使得交換后pitch[i]和pitch[j]的差值≤m。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述連續相同節距檢查的步驟包括：遍歷節距排列列表，識別出所有連續相同節距值...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田穎，崔志博，蔣志強，任福君，胡德斌，王文卓，王劍波，王毅，郭磊磊，
申請(專利權)人：中策橡膠集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。