基于保凸保单调的分段幂函数在水位流量关系曲线拟合中的应用

文章构建一类保凸保单调的分段幂函数,它可以满足水位流量关系曲线的保单调不反曲要求,同时可以有效解决水位流量关系常规模型率定时中高水、低水无法兼顾的问题.然后将此新水位流量关系模型用于水位流量关系曲线的自动优化率定,并采用差分进化算法求解该模型,实例表明该模型可以很好地拟合水位流量关系曲线,比常用的常规水位流量关系模型拟...     

基于人工蜂群算法的水位流量关系最优定线研究

在保凸保单调的分段幂函数的基础上,进一步引入自动分段机制,解决分段幂函数在水位流量关系拟合中分段点难以界定的问题.使用自动分段机制后的模型待求参数更多,求解更复杂,因此使用鲁棒性强、收敛速度快且全局寻优性能优异的人工蜂群算法进行求解.研究结果表明,引入人工蜂群算法可以更好的拟合关系曲线,水位流量关系曲线率定求解更加有效.     

基于差分进化算法的水位流量关系曲线优化率定

针对水位流量关系常规模型率定时中高水、低水无法兼顾的问题,该文采用一类保凸保单调函数的新水位流量关系模型[1],可以有效解决这一不足,而且易于水位流量关系曲线的自动优化率定。同时采用差分进化算法求解该模型,实例表明,该模型可以更好地拟合水位流量关系曲线,避免了人工率定的任意性并降低了人工操作的复杂性。     

稳定水位流量关系加权有约束优化模型及其求解

水文资料整编中，采用传统方法获得稳定的水位流量关系曲线有许多缺点，而采用单一目标函数的优化模型拟合水位流量关系又无法保证一次性获得符合假设检验的最优解。通过分析以往采用的幂指数型数学模型存在的问题，建立了加权有约束优化模型，将有约束问题转化为无约束问题，并采用粒子群算法求解，保证了所求解为满足相关要求的全局最优解，解决了水位流量关系曲线模型参数的全自动率定问题。     

稳定水位流量关系加权有约束优化模型及求解

在资料整编中,采用传统方法获得稳定的水位流量关系曲线有一些缺点;而采用单一目标函数的优化模型拟合水位流量关系,又无法保证一次性获得符合假设检验的最优解.通过分析以往采用的幂指数型数学模型存在的问题,建立了加权有约束优化模型,将有约束问题转化为无约束问题,并采用粒了群箅法求解,保证了求得的解为满足相关要求的全局最优解,解决了水位流量关系曲线模型参数的伞自动率定问题.     

水电站发电优化调度的综合改进差分进化算法

差分进化算法能够全局并行和高效搜索,在求解水电站发电优化调度问题中具备一定优势,但同时存在一些问题。本文针对差分进化算法初始种群代表性不足的问题,引入基于均匀设计的初始种群生成方式;针对差分进化算法两种常用变异模式侧重于不同搜索阶段的特点,引入了兼顾两种模式优点的"Rand-Best耦合模式的变异算子";针对算法局部搜索能力欠缺的问题,借鉴梯度寻优思想,构建了"梯度加速附加算子"。以三峡水电站为例,说明了综合改进差分进化算法UCG-MDE的有效性,该算法大幅提高了解的精度、稳定性和收敛率。     

混沌差分算法在确定河流水质模型参数中的应用

将混沌寻优思想引入到差分优化算法形成混沌差分算法,并将其应用于确定河流水质模型参数的函数优化问题.数值实验结果表明:应用混沌差分算法求解此参数问题无论是在精度还是时间上都优于差分优化算法.它将混沌寻优的遍历性和随机性思想引入到差分优化算法中,在每次差分进化寻得的最优位置附近进行混沌细搜索,并配合特殊的迭代终止准则进行寻优.其明显缩短了混沌搜索计算时间和克服了差分优化算法后期早熟的缺陷,提高模型求解的收敛速度和精度.     

基于自适应混沌蜂群算法的梯级电站优化调度

在峰谷分时电价背景下建立梯级水电站短期发电效益最大模型,通过自适应混沌蜂群算法(ACABC)对模型进行求解。为兼顾算法全局搜索能力及局部求解精度,引入搜索步长和蜜源选择概率自适应修正策略。考虑到模型求解过程中涉及的多维复杂约束问题,提出一种基于双向廊道的约束处理技术,用于规范解寻优空间。以峰谷分时电价下清江梯级短期优化调度为背景进行仿真建模,将计算结果与普通人工蜂群算法(ABC)和差分进化算法(DE)所得结果进行比较。实例研究表明,ACABC处理灵活且具有更强的全局搜索能力,工程实用价值较高。     

水位流量关系曲线延长方法的性能对比 ——以梅江水口(二)站为例

利用传统的水力学公式法及水位流量数学模型法,对梅江水口(二)站实测水位流量关系进行延长,分析对比不同水位流量关系曲线延长方法的性能.为解决水位流量数学模型法设置的目标函数求解易陷入局部最优值的问题,引入了模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法对目标函数进行优化求解.结果表明:针对有实测高流量年份的水位流量关系延长,传统水力...     

基于多目标差分进化算法的水库多目标防洪调度研究

为求解水库多目标防洪优化调度问题,提出一种基于自适应柯西变异的多目标差分进化算法,克服了早熟收敛问题,提高了收敛精度;同时,根据多目标优化的特点对差分算子进行修正,并引入外部档案技术,提高了算法的收敛速度。本文以坝前最高水位最低、最大下泄流量最小和汛末水位最接近汛限水位为目标,对三峡水库展开多目标防洪调度研究,结果表明,该算法可在较短时间内生成大量在各目标分布均匀、分布范围广的非劣调度方案供决策者评价优选,为水库多目标防洪调度决策提供了一种新的调度方案生成方法。     

落差指数法在沿江大型水闸淹没堰流定线中的应用

水文规范中指出水闸淹没堰流通常采用堰闸流量系数法定线推流,但由于水闸堰流时,上下游水位差很小,水位观读误差对流量的精度产生较大影响,无法满足定线精度要求。笔者结合实测流量资料,引入落差指数法率定水位流量关系曲线,精度完全满足规范要求,可在沿江受潮汐影响的大型水闸中推广应用。     

自适应差分进化算法在设计洪水过程线推求中的应用

针对设计洪水过程线分时段同频率放大法中手工修匀的不足,使用基于相似原理建立的一种推求设计洪水过程线优化模型,可以实现洪水过程的自动放大。文章采用自适应差分进化算法求解该模型,实例表明,该模型可以很好地控制设计洪水洪峰和洪量,有效保持了典型洪水模式,避免了人工修匀的任意性和复杂性,同时改进的差分进化算法可以更高效地完成优化过程。     

基于混合变异策略差分进化算法的边坡滑裂面搜索研究

针对"基于反射变异策略的自适应差分进化算法"仍易陷入局部最优的问题,通过引入一个基本的变异策略提出一种基于混合变异策略(DE/current-to-rand/1)的差分进化算法。根据各变异策略生成成功子代的比率使用轮盘赌选择为各个个体选择合适的变异策略,以改善算法的全局收敛能力。将提出的算法结合有限元应力场应用于两个经典算例的边坡临界滑动面搜索及安全系数求解,与其他极限平衡法进行了对比,并使用其中一个算例作为计算模型与其他优化算法进行了收敛性能比较。统计结果验证了改进算法的性能更稳定且收敛速度较快,也验证了该算法结合有限元应力场求解边坡问题的有效性。     

灌区输配水分段积分时滞模型及自适应预测控制方法

大型灌区渠道长、流量大、取水口多且分散,积分时滞模型(ID)适用性不强、参数不易率定;以水联网灌区的实时观测体系为基础,研究各取水口流量变化传播的时滞差异、非回水区蓄水量变化对回水区水位的影响,提出分段积分时滞模型(SID),建立在线自适应预测控制(APC)算法,在宁夏西干渠百万亩灌区调试验证。结果显示,基于ID的线性二次型控制(LQ)和模型预测控制(MPC)在水位目标不变时,可稳定水位,但超调量大,在水位目标显著增加时,控制失效;基于SID的模型预测控制(MPC)和自适应预测控制(APC)可将超调量控制在较小范围以内,且APC误差更小、控制效果更优。     

三参数幂函数在水位—流量关系曲线中的应用

利用规划求解的方法,通过三参数幂函数来拟合水位~流量关系曲线,虽然拟合精度较高,但在低水处误差较大,定线精度不够好,有的甚至不能通过关系曲线检验。作者通过分段拟合关系曲线,并将涉及参数通过归纳解析的方法,将参数从常数转变成与水位相对应的系列参数,最后利用三参数幂函数公式求得流量,建立单一水位~流量关系曲线,提高了拟合精度。     

免疫进化算法在水位流量关系拟合中的应用

分析了传统水位流量关系曲线拟合过程中存在的问题,在此基础上应用免疫进化算法直接拟合水位流量关系曲线。通过实例的应用将该法与传统优化方法和遗传算法进行了比较。结果表明,免疫进化算法不仅参数设置简单,而且拟合结果明显好于其它方法。     

WEP模型参数自动优化及在汉江流域上游的应用

本文将全局参效自动优化算法-复形进化算法,引入WEP-L模型,并成功应用于汉江上游流域.通过复形进化算法参数自动优化,可找到WEP-L模型的一套较优的参数.同时,为比较不同目标函数对参数敏感性与自动率定的影响,分别对8种目标函数进行了参数敏感性分析及自动率定.结果显示,如果以水量误差和纳什效率系数为评价标准,排序后的残差平方和及其变化形式的效果较好.WEP-L模型参数敏感性分析及参数自动化率定的实现,可提高WEP-L模型参数率定的科学性和客观性,从而方便WEP-L模型的推广与应用.     

三参数幂函数与点绘法在水文Z～Q关系曲线拟合中的对比分析

根据实测的原始Z～Q资料,论述了利用Excel规划求解工具拟合Z～Q关系曲线的方法及具体步骤,该方法不仅能更好地拟合水位、流量数据,简化Z～Q关系曲线的绘制工作,而且通过与人工曲线的对比分析后,可以更加方便和精确地查读水位流量数据,在水文站Z～Q关系曲线率定与绘制等实际工作中具有推广应用价值。     

自适应随机搜索算法在河网数学模型糙率反演中的应用

介绍自适应随机搜索(ARS)算法的基本原理,并以泰州市河网为例,测试了ARS算法在资料受限条件下河网模型糙率反演的表现。结果表明,ASR算法能够自动优选出河网大多数河段的糙率值,得到较好的水位流量拟合效果。     

快速率定孔口泄量的二点法

计算孔口泄量的新方法——等效断面法，是在水工模型试验中采用快速率定孔口泄量的一种新方法。采用该法，只需量测二点的水位和流量，就可据此获得整个率定范围内的水位流量关系曲线。省工、省时，经试验验证，精度也完全满足要求。