近日，我院机械工程学科博士研究生刘超在三维管道布线设计优化方面取得重要进展，相关研究成果《用于求解三维管道布线设计优化问题的改进多搜索策略A*算法》（Improved multi-search strategy A* algorithm to solve three-dimensional pipe routing design）发表在《Expert Systems with Applications》。《Expert Systems with Applications》是人工智能领域的国际顶级期刊，目前影响因子为7.5（SCI一区Top）。论文第一作者为博士研究生刘超，通讯作者为吴磊教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位，该研究得到国家重点研发计划、山东省重大科技创新项目、工信部高技术船舶科研项目、山东省泰山学者奖励计划等联合资助。
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管道布线设计（PRD）对系统的安全性和运行效率有重大影响。管道布线设计涉及机械工程、计算机制图和数学几何等多学科知识，可以抽象为一个复杂的组合优化问题。A*算法是解决二维（2-D）路径规划最常用的方法之一。然而，由于A*算法的核心思想是全遍历搜索，搜索过程考虑所有可能性，需逐个盲搜索，因此很难解决复杂三维（3-D）空间环境中的PRD问题。
A*算法求解原理示意图
利用本文方法在原油加工系统中生成的最优路径
本研究提出了一种改进的多搜索策略A*算法（MSSA*），以克服传统A*算法在解决三维PRD问题中的缺点。MSSA*算法包含四种新机制，分别是节点方向判别规则、双层域扩展搜索策略、多因素启发式评价函数和动态自适应加权策略。研究成果为解决油气处理系统中海上生产平台的三维PRD问题提供了参考。
