高速公路项目多目标多阶段综合优化研究

为有效提升高速公路项目建管一体化水平,解决进度、成本、质量在建设、运营两阶段的均衡优化难题,在文献研究的基础上,深入分析建设、运营两阶段之间以及进度、成本、质量三目标之间的相互作用机制,并运用数学模型进行量化。在此基础上,以建设、运营两阶段总成本最小为目标函数,以三目标之间的相互作用为约束,建立优化模型。选取实际案例进行优化分析,得到一组优化后的方案值。结果表明这样建立的模型能起到良好的优化效果,可以为高速公路项目的目标管理提供参考。     

基于成本分析的收费站ETC车道开启数量研究

基于设置ETC车道的收费站运营及车辆运行特点,结合排队论理论,对收费站运营成本及车辆排队成本进行分析,在此基础上建立以两者总成本最小的ETC车道开启数量优化模型,以确定ETC车道最佳开启数量。     

城市轨道交通网络运力配置优化研究

在保证各轨道线路合理开行的前提下,深入分析整体网络受局部线路影响的原因,提出网络化运力配置协调优化标准。以最小化运营企业列车运行成本为目标,网络化运力配置协调优化标准为约束,建立运力配置优化模型,并以深圳市轨道交通为例,利用模型进行计算,最终得到网络运力配置协调优化方案,为网络运力合理分配和资源储备提供技术支持。     

基于遗传算法的分布式电源选址与定容

分布式电源的选址与定容是一个重要的研究课题。本文以配电网的网络损耗费用和分布式电源的运行费用最小为优化目标建立了分布式电源的优化选址定容模型,应用遗传算法进行求解。通过实际算例表明,本文采用的优化模型有助于得到合理的分布式电源接入位置和容量方案。     

基于收集中心次优化的闭环供应链

从决策者的角度出发,本文应用混合整数线性规划模型旨在构建了一个最优闭环供应链网络。然后,以收集中心的最小缺陷率和最短运营周期将模型扩展为多目标规划模型。最终,应用加权法与距离法于复印机再制造实例分析中,并借助价值路径法比较了不同方法的适用性。     

容量受限公共设施服务空间的优化组织——以上海市应急避难所为例

利用基于替换插入机制的设施服务区划分算法,以避难所为例研究了容量受限公共设施服务空间优化划分问题。将交通小区和城市主要公园等分别作为疏散单元和避难服务设施,以道路网络距离测度旅行成本,在设施容量受限、需求空间分布不均和总旅行成本最小等约束条件下划定了避难所服务范围。实验设计了两种情景,比较结果表明采用替换插入算法划分的避难所服务范围,能够降低总旅行成本,保证设施实际容量在规定范围以内,并能够最大程度上保持服务范围的空间连续性。     

网络计划工期成本优化在污水处理厂改造项目中的应用

以实际污水处理厂改造项目为例,详细介绍了网络计划工期成本优化的网络模型建立及优化过程,从而实现了满足要求工期及增加费用最小的优化目标,对解决当前污水处理厂改造项目中遇到的正常工期和要求工期之间的矛盾,具有一定的参考意义。     

基于二维染色体编码的集装箱海运网络免疫算法优化模型

集装箱船舶大型化趋势的日益显著,为船公司和港口运营商带来巨大规模经济效益。要实现这种规模经济,必须合理选择集装箱船舶运营航线及船型尺度,优化整个运输网络。针对区域性集装箱港口群的网络径流优化问题,引入基于二维染色体编码的免疫算法。二维染色体编码能够准确描述集装箱海运网络的结构特点,简化网络建模过程,从而保证基于二维染色体编码的免疫算法对集装箱海运网络优化问题具有良好的适应性。算法通过模拟免疫系统的功能构建优化模型,避免经典算法组合寻优过程中难以克服的组合爆炸问题,从而快速、有效地使运输网络总成本收敛到最小,为集装箱港口的运营管理,特别是航线和船型选择提供充实的理论依据。试验结果同时表明,大型集装箱船舶比小型船舶更具有成本优势,规模经济效益促使集装箱船型尺度进一步增大。     

一种家庭光伏储能容量的优化配置方法

提出一种以储能投资置换成本和运行成本最低为目标函数、计及电池寿命损耗的家庭储能容量双层优化配置模型,内层模型通过运行策略的优化对储能容量进行配置,外层模型对系统运行总成本进行规划,在规划阶段详细考虑家庭储能用户的经济优化运行,并构建电池寿命损耗模型,对运行中的电池寿命损耗进行量化评估.仿真结果表明:该方法可显著降低家庭...     

水声网络动态编码协作通信频率选择与中继节点位置选择

以含直达路径的典型3点中继动态编码协作水声通信系统为例,研究了如何选择最优工作频率与中继节点的位置,以使系统的功耗最小、性能最优的方法。首先给出在一定通信距离情况下的最优工作频率模型,根据得到的最优工作频率来改变中继节点位置,继而得到中继节点的最佳位置。以此为基础,建立通信网络的能量消耗模型,通过最优频率-距离关系近似表达式进行能量消耗的优化,综合工作频率与中继节点位置进行选择。从理论上证明了当中继节点与信源节点和目的节点的距离相等时,工作频率选择该距离条件下的最优工作频率可使系统的功耗最小。计算机仿真实验验证了该理论的正确性。     

基于MATLAB的工程项目管理多目标优化问题的解析求解及算法研究

针对目前国内工程项目成本控制与进度、质量控制相孤立的现状，在约束理论和多属性效用函数理论的基础上，分别从不同约束下和三者整体最优两个角度构建了优化模型。通过对工程项目多目标协同优化问题的数学描述，从数学模型、最小二乘解、单目标转换、极值及解集等方面给出解析求解思路，给出了最优解的实现命令，为工程项目管理中多目标优化问题的解决提供了必要的参考。     

变风量空调末端再热器特性及优化控制研究

本文通过一种新风优化控制策略:基于预测的多区域VAV空调系统末端再热控制策略,以解决多区域新风的分配问题。该控制策略在预测负荷、找出使系统节能最大的最优新风比的基础上,研究再热器性能,得到各区再热器电压和优化的预热时间。该策略在不影响室内空气品质和舒适性的前提下,以实现能耗最小为目的,来分配区域的新风量。仿真分析的结果显示,优化预热时间的末端再热控制具有较好的适应区域新风量变化的能力,并具有一定的节能潜力。     

考虑全寿命性能和成本的碳化腐蚀下RC梁桥耐久性参数确定方法

发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈胀开裂的正常使用性能为约束条件,提出大气环境下RC梁桥全寿命耐久性优化设计模型,构建大气环境下RC梁桥基于成本-效益的耐久性参数确定新方法,为大气环境下RC梁桥全寿命过程耐久性设计参数确定提供了新的思路。计算发现RC梁桥的全寿命性能与钢筋的位置和直径有关。对于大气环境条件下受碳化腐蚀的RC梁桥,采用初始成本最优得到的耐久性设计参数不满足全寿命耐久性能要求。综合考虑全寿命成本和性能时,当保护层厚度为30mm和水灰比为0.45时,尽管考虑将来累积碳化腐蚀损伤效应,提高混凝土保护层厚度和混凝土强度不能降低全寿命成本,反而增加初始造价,不是成本效益比最优的耐久性设计对策。     

基于SWMM模型与成本效益的LID布局优化方法研究——以嘉兴某住宅小区为例

在低影响开发的过程中,成本效益是影响方案制定的重要因素。以嘉兴市某住宅小区为例,构建了一种基于SWMM模型和最小成本原则的优化方法。首先在历年实测降雨条件下,选择了4种LID设施,在单独布置和全布置情况下进行暴雨径流量和污染物的削减效果模拟;然后结合成本得出各种LID的成本效益排名,分别以径流总量、TN、TP为指标进行了LID的类型、位置和百分比的优化,最终得出最优的LID组合方案。研究的方案可得出最佳条件下LID布局的有效性及相应成本,能为低影响开发建设规划提供决策依据。     

住宅建筑气候适应性优化设计研究

以中国5个典型城市的气候条件为例，提出住宅建筑气候适应性优化设计流程。基于Grasshopper参数化性能分析平台，和Ladybug/Honeybee环境分析插件，以热环境舒适度模型、建筑能耗模型和建筑生命周期成本模型为目标函数进行优化分析。发现哈尔滨和北京气候条件下，住宅建筑应选择nZEB'（权衡最优）设计参数，而上海、昆明和深圳气候条件下，C-O（成本效益最优）解决方案比nZEB（节能最优）解决方案的综合效益更好。基于参数化性能模拟的多目标优化可以有效辅助住宅建筑的气候适应性设计研究。     

多参数耦合条件下人群疏散路径优化模型

针对火灾条件下疏散路径优化问题,通过整合经验公式、动态调整网络结构的方式综合考虑人群密度参数、通行容量参数和火灾烟气消光系数参数,建立了基于网络流理论,以最短疏散时间为目标函数,单源点、多出口疏散条件下多参数耦合的人群疏散路径优化模型,并根据最短路问题的求解方式,提出了基于Dijkstra算法的多参数耦合动态约束路径择优的算法,给出了求解步骤。通过计算实例,求解最优疏散路径组,以及每一条路径的疏散时间和疏散人数,验证模型的合理性和算法的可行性,探讨了疏散网络动态变化过程中的疏散网络节点的相对重要性问题。     

基于颜色Petri网的再制造工艺过程建模与优化调度方法

针对再制造工艺过程的众多不确定性问题,建立了一个基于颜色Petri网的再制造工艺过程模型,引入颜色标识描述了再制造工艺路线的不确定性、再制造工艺时间的不确定性和再制造资源冲突不确定性。以最小化再制造工艺成本和延期交货惩罚成本为目标建立了再制造优化调度模型,并提出了一种基于模拟退火算法和最小松弛时间规则的优化调度方法。该混合算法结合概率突跳特性在解空间中随机寻优,确定最优的再制造工艺路线和零部件加工优先级。将所提出的优化模型和方法应用到某废旧机床再制造实践中,运用Matlab编程开展再制造调度仿真。仿真结果表明:所提出模型与方法与基准案例相比,可平均减少15%的再制造总成本。     

基于BIM 与遗传算法的建筑工程施工进度多目标优化研究

为解决施工进度优化领域数据获取、定量分析、模型求解等难题,构建了基于BIM 与遗传算法的建筑工程施工进度优化体系。在此基础上,建立了以成本最低和资源均衡为目标的“工期—成本”和“工期固定—资源均衡”施工进度两阶段多目标优化模型,并运用遗传算法进行求解,确定了各工序最优持续时间和非关键工序最优开始时间。在实际工程中对所建体系与模型进行了实践应用,验证了其可行性与有效性,为科学合理确定施工进度计划提供了支撑,并有助于提升BIM 技术的应用效果和施工进度管理水平。     

三联供与冰蓄冷耦合的复合系统优化设计

本文建立了一个冷热电三联供与冰蓄冷耦合的复合系统优化数学模型,以年总运行成本最小为目标函数,综合考虑了经济性、环保性、节能性评价指标对系统的影响。最后以上海某综合型超高层建筑为研究对象,利用LINGO软件进行多目标优化计算,提出了三联供耦合冰蓄冷系统的设备优化容量以及全年运行策略优化方案,并分析了电、气价格及二氧化碳排放税对系统的影响。     

基于城市生物多样性保护的环滇池鸟类 生境识别与网络构建

生物多样性是人类赖以生存和发展的重要基础,城市生物多样性是其重要组成部分。鸟类是城市生物多样性的指示物种和伞护物种,具有重要研究价值。基于城市生物多样性保护的目的,利用MaxEnt模型预测识别滇池沿岸鸟类适宜生境,完成生境制图,并利用最小成本距离模型和电路理论构建及优化鸟类生境网络。结果表明:1)MaxEnt模型识别环滇池湖滨水陆相交区域为鸟类高适宜区生境,距滇池一级保护区距离与植被覆盖度是影响鸟类生境适宜性的主要因子;2)生境制图结果显示,高适宜区生境以湿地与林地为主,两者占比分别为39.34%和28.67%;3)基于最小成本距离模型构建了滇池沿岸及昆明城市范围内的鸟类生境网络;4)基于电路理论识别了生境网络的生态“夹点”和“障碍点”,改进网络的连通性。研究成果形成鸟类生境识别和网络构建的系统方法,为城市生物多样性保护提供科学依据与参考。