多目标优化分段竞标电力市场的研究

提出了一种兼顾污染物排放量最小和购电费用最小等多目标综合优化的电力市场分段竞标新模型。采用2种算法求解该模型：一是模糊算法，即首先分别求解各单目标分段竞标模型，接着将各目标函数模糊化，然后采用最大满意度法将多目标问题转化为新的单目标分段竞标问题，由此求得兼顾多目标的竞标结果；二是目标函数转化为约束算法，即将污染物排放量作为约束构成新的购电费用最小分段竞标模型。算例仿真结果表明了该模型的有效性，也表明该模型不仅具有分段竞标的优点，还可使经济、环保等多目标综合优化，从而体现竞标机组多因素贡献的公平性。     

黄河下游地区多目标优化配水模型研究

针对黄河下游地区水资源供需不平衡的形势,基于黄河下游河段概化图并综合考虑社会指标和生态指标,建立黄河下游多目标河段优化配水模型,选用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,采用遗传算法对模型进行求解。结果表明,虽然各河段缺水率略有差异,但河南、山东两省总缺水率相等,并且各重要节点的流量都在适宜生态流量范围内,证明所建立的黄河下游多目标河段优化配水模型是可行、有效的。     

安徽省水资源宏观经济优化模型研究

以水资源可持续发展为出发点，探讨了一种可以同时兼顾经济发展、水资源利用和社会效益的多目标水资源宏观经济模型的建立方法，通过引入带权2-模评价函数，将多目标优化问题转变成单目标优化问题。以2002年为现状水平年，对安徽省2010年的产业结构及产业规模进行优化分析。结果表明，多目标模型求得的总用水量较单目标模型明显降低，而两模型优化的产业规模与结构差别不大，体现了高用水效率行业优先发展的要求。     

区域水资源模糊多目标规划模型及求解

针对区域水资源系统规划的多目标性和各目标的不精确性,建立了区域水资源系统模糊多目标线性规划模型。该模型改变了以往按确定性目标进行优化的思路,只需要给定目标值一个范围,就可以在规定的目标范围内进行优化求解。在求解过程中,建立了以各模糊目标隶属度值最大化为目标的模糊目标规划模型,采用目标隶属函数正负偏差量变量替换的方法,用线性目标规划的方法求解。经过实例验证,该模型求解比较简单,求解结果合理,与普通规划结果相比水资源模糊目标规划在规定目标的范围内取得了更好的优化结果。     

区域外调水水权分配模型及应用

提出外调水水权分配的5项原则,以此建立外调水水权分配的多目标优化模型。该模型综合考虑了城镇生活、生产、生态用水,并且体现了水权分配的公平性、高效性、可持续发展等原则。通过确定各目标函数权重,将该多目标模型转化为单目标优化模型进行求解。目标函数权重的确定采用综合赋权法,应用熵权法确定各目标函数的数学权重,再结合决策者意向得出经验权重,最后通过线性加权得出综合决策的权重。该权重确定方法既尊重了客观实际又考虑了决策者的意向,使得模型应用更加灵活。最后,将该模型应用到大连市外调水水权分配中,结果显示该模型具有较好的实用价值,可以用来指导区域调水工程规划及水资源优化配置。     

基于长期与中长期嵌套的水库优化调度

为解决水库优化调度过程中时间尺度不同而导致的水库综合效益不高的问题,以防洪与兴利为目标,将水库长期优化调度与中长期优化调度进行嵌套,建立水库多目标优化调度嵌套模型。其中,多目标问题通过约束法将防洪目标转换为硬性约束后,再转化为求解发电量最大值的单目标问题。算法方面,综合对比后确定长期优化调度采用动态规划算法求解、中长期优化调度采用遗传算法求解。为验证嵌套模型的优化效果,以澄碧河水库为例,进行水库优化模拟调度。结果表明:在满足防洪目标的前提下,嵌套模型优化调度方案相较于长期优化调度方案和实际调度方案效益均更高,验证了嵌套模型在水库优化调度问题中的优越性。     

武汉市中心城区水资源的优化配置

针对武汉市的水资源状况,对中心城区水资源建立面向可持续发展的区域水资源优化配置模型。采用约束法将该多目标问题转化为单目标问题,并利用复合型优化法对转化后的问题进行优选计算,从而得到一系列的非劣解。将区域内有限的水资源在各子区、各用水部门间进行最优分配,从而获得社会、经济、环境协调发展的最佳综合效益,为缓解武汉市用水供需矛盾和环境规划提供依据。     

多目标最优潮流问题的模糊建模及内点解法

针对多目标最优潮流问题，用模糊集理论将多目标函数和部分可伸缩的约束条件模糊化，借助于最大、最小算子把多目标模糊最优潮流问题转化为标准的单目标非线性规划问题，并采用原-对偶路径跟踪内点法进行求解，从而使最优潮流问题在更加符合实际情况的模型上实现优化，且其迭代收敛性得到了明显提高。     

安徽省水资源宏观经济优化模型研究

以水资源可持续发展为出发点,探讨了一种可以同时兼顾经济发展、水资源利用和社会效益的多目标水资源宏观经济模型的建立方法,通过引入带权2-模评价函数,将多目标优化问题转变成单目标优化问题。以2002年为现状水平年,对安徽省2010年的产业结构及产业规模进行优化分析。结果表明,多目标模型求得的总用水量较单目标模型明显降低,而两模型优化的产业规模与结构差别不大,体现了高用水效率行业优先发展的要求。     

基于高维多目标优化的给水管网设计方法——以意大利Fossolo小镇管网为例

给水管网优化设计是一个多变量、非线性的多目标组合优化问题。对优化方案的选择会直接影响工程的投资。因此,在决策阶段有效平衡各个优化目标之间的内在关系,以实现综合效益最优尤为重要。基于高维多目标优化模型提出一种给水管网设计的新方法。首先,将多个工程设计需求作为模型中的优化目标,建立给水管网设计的高维多目标模型;然后,使用高维多目标进化算法Borg求解上述模型得到Pareto最优解;最后,利用双基点法(TOPSIS)对Pareto最优解进行排序得到综合效益最优的设计方案。基于意大利Fossolo小镇的管网设计问题,通过比较高维多目标模型与传统的多目标模型(仅考虑成本和管网系统可靠性指标)获得的最优方案,证明了基于高维多目标优化的设计方法能为决策阶段提供更多综合效益占优的备选方案,从而提高给水管网设计的合理性。     

邯郸市西部地区多水源优化配置研究

邯郸市西部地区水资源时空分布不均,水资源不合理的分配,以及地表水水质被严重污染,导致水资源短缺日益严重。为了充分利用地表水,避免过度地开采地下水,基于区间不确定性理论,针对城市供水多水源系统中存在的不确定性和复杂性,建立了多水源联合供水调度的优化模型。然后引入模糊隶属度,将多目标规划转化为单目标规划。最后,利用两步交互式算法,求解单目标不确定规划问题,得到的解决方案,将提供不同满意度下的优化目标函数值和以区间形式给出的各供水水源对各行政区每个用户的配水方案。调配结果将较好地缓解邯郸市西部地区多水源与多用户的供需矛盾问题,实现多水源和多目标之间的互补。     

基于粒子群算法的水文模型参数多目标优化研究

在改进的粒子群算法基础上通过引入存档群体和拥挤距离机制,建立了基于粒子群算法的多目标算法,并将该算法应用于新安江模型参数多目标优化计算中,得到了最优解的Pareto集合.通过多目标距离函数法从Pareto集中求出一组单一解.将多目标优选的结果与单目标优化结果进行比较分析.结果表明,多目标参数优选方法综合考虑了水文过程的各种要素,比单目标优选结果具有更高的模拟精度.     

双轮铣槽机起升机构减速器的优化设计研究

本文在分析双轮铣槽机双输入行星减速器的设计要求和约束条件的基础上,建立了以体积最小和传动比最大为目标函数的多目标非线性混合优化模型。应用乘除法将该模型的多目标问题转化为单目标问题,并将外点罚函数法与离散网格法结合起来求解该数学模型。在Matlab平台下编制相应优化算法求解程序,求解该优化模型,获得了较好的优化结果,为提高减速器的设计质量提供了依据。     

基于灰色关联度与理想点法的梯级水电站多目标优化调度方法

针对梯级水电站群调度目标间的协调问题,建立了多目标优化调度模型,提出了基于灰色关联度法与熵权理想点法相结合的迭代计算方法。应用灰色关联度法将多目标优化模型转换成多个单目标优化模型,并采用逐步优化算法求解,得到多目标优化数学模型的非劣解集,以熵权理想点法从非劣解集中选择最优解。澜沧江流域梯级水电站群的实例研究表明,该方法较好地处理了不同目标间、不同目标权重组合方案间双重多目标优化问题,为协调长期优化调度多目标间的矛盾提供了一种可行方法。     

基于改进多目标粒子群算法的土石坝基座体型优化研究

沥青混凝土心墙坝中基座体型和心墙厚度会较大程度地影响大坝安全性。针对传统优化方法过于依赖设计经验、设计周期长、成本高且难以解决复杂优化问题等缺陷，提出一种新的沥青混凝土心墙坝体型智能优化方法。以基座体型和心墙厚度共６个尺寸参数为优化变量，以坝体最大沉降、基座大主应力、心墙大主应力和坝坡安全系数为优化目标构建了数学模型，使用改进的多目标粒子群算法和ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分软件分析数学模型，得到了多目标综合最优的Ｐａｒｅｔｏ解集。结果表明:采用改进的多目标粒子群算法，优化后的方案相较初始方案，４个优化目标值均得到一定程度的提升，优化效果良好；坝体最大沉降优化程度基本可忽略，后续同类型优化分析中，可不将该参数设置为优化目标；得到的Ｐａｒｅｔｏ解集为决策者提供了多个可选方案，所用方法对今后类似工程的尺寸优化设计具有一定的参考价值。     

跨流域引水后受水水库引水与供水联合调度研究

针对跨流域引水工程中受水水库引水与供水联合调度问题，建立了供水量最大与引水效率最高的多目标联合调度模型，并将其分解成两个单目标调度模型，应用长系列模拟优化的方法， 求解受水水库引水与供水联合调度图及其调度规则。以大伙房水库输水应急入连工程规划为基础，采用本文建立的模型方法对其受水水库碧流河水库进行实例研究，先后求解引水后水库最大可供水量以及如何高效引水的问题。结果表明，进行联合优化调度后，可提高跨流域引水的有效性，从而增加受水水库的综合效益。     

概念性流域水文模型参数校准

为快捷有效地确定流域水文模型参数,梳理了水文模型参数校准的基本流程,文中阐述了各环节需关注的要点,重点探讨了参数优选过程中所需实测洪水数据的遴选原则及目标函数的设定,提出了一种组合型的目标函数,将多目标参数优化问题转化为单目标优化问题,使产、汇流参数优选同步进行,简化了参数优选过程,与其他多目标优化算法相比,更简单有效。本文以基于新安江模型的云峰水库入库洪水预报模型的参数校准为实例,对模型参数进行了校准,模拟结果达到了较高的精度,验证了参数校准方法的有效性。     

基于多目标遗传算法的齐齐哈尔市水资源优化配置模型研究

为了解决齐齐哈尔市水资源优化配置问题,建立了以经济、社会和环境综合效益最大为目标的水资源优化配置模型,为求解这个复杂模型,采用了多目标遗传算法,并将基于排序计算适应度的方法引入到遗传算法中,避免了陷入局部最优的问题。结果表明,齐齐哈尔市各水平年供水量均能满足各行业需水要求,计算过程发现此算法具有较快的收敛速度和较高的寻优性能。     

防汛抗旱物资智能仓储货位分配多目标优化

智能仓储是智能物流的重要组成部分,是现代仓储物流的发展趋势。根据防汛抗旱物资及其智能仓储特性,综合考虑出库效率、货架稳定性等多目标,建立防汛抗旱物资货位分配模型,运用权重法将多目标优化问题转化成单目标优化问题,并以江苏省水利防汛物资储备中心镇江分中心仓库省级防汛抗旱物资智能仓储区设施设备规划与货位分配为例进行实证分析,基于遗传算法和Matlab软件对该仓库省级防汛物资进行货位分配优化,取得了较好的效果。     

基于改进萤火虫算法的水资源优化配置

构建以经济、社会、环境综合效益为目标的水资源优化配置模型,通过线性加权法将多目标模型化为单目标模型,在萤火虫算法的基础上引入一种自适应型惯性权重,将固定步长改进为可变步长,求解优化配置模型,并结合实例,得到了不同水平年不同保证率下的山西省盂县水资源优化配置方案。研究结果表明:盂县供需水量基本平衡,配置方案科学合理,基于改进萤火虫算法的水资源优化配置模型在孟县具有较强的有效性与适用性。