改进粒子群算法在大坝力学参数分区反演中的应用

为反演大坝的力学参数,需克服粒子群算法不能保证收敛到全局最优解的缺点,本文应用了一种新的粒子群算法:采用了拉伸目标函数法、Metropolis算法和自适应权重。同时将上述改进算法同量子粒子群算法和灾变粒子群算法进行了比较,将实际反演结果同超声波检测和常规基于混合模型的反演结果进行了比较,解释了常规反演结果偏小的原因。工程实例表明,改进算法具有计算量小、全局收敛性能高的特点,与灾变粒子群算法和量子粒子群算法性能相当。     

改进粒子群算法在确定含水层参数中的应用

通过分析抽水试验数据,为估计含水层参数提供新的方法。在粒子多样性方面对粒子群算法进行改进,提高了算法的收敛速度和精度。将改进的粒子群优化算法应用到含水层参数估计中,计算结果与其他方法进行对比,并对不同初始值范围下参数估计值进行分析探讨。结果表明:改进粒子群算法估计结果相对误差(7.3%和4.5%)小于其他方法,且目标函数值相对更小,达到0.335×10~(-5);对于不同初始参数范围,利用此算法均能达到满意结果且寻优率高。基于抽水试验数据估计含水层参数的改进粒子群优化算法计算结果有效且可靠,算法收敛速度快,寻优能力强,稳定性好。     

基于改进鲸鱼优化算法的重力坝变形参数反演

针对利用位移实测资料对大坝坝体和基岩的变形力学参数进行优化反演时存在效率低、精度差等问题,通过对鲸鱼优化算法进行并行化改进,并引入权重因子,结合有限元计算,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法。利用该方法对某混凝土重力坝坝体和基岩弹性模量进行反演,并与粒子群算法的反演结果进行比较。结果表明:在相同迭代次数的情况下,改进的鲸鱼优化算法比粒子群算法耗时更少,且反演得到的坝体、基岩力学参数比粒子群算法得到的更为准确。表明利用多核处理器对该方法进行并行计算,可大幅度缩短计算时间。基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法具有搜索能力强、收敛速度快和精度高等特点,合理可行,可推广应用于混凝土拱坝等其他坝型的力学参数反演。     

基于改进Tent映射的自适应变尺度混沌粒子群算法

为改善标准粒子群优化算法本身存在的缺陷,引入种群混沌初始化方法、参数自适应调整策略、早熟判断机制以及基于改进Tent映射的变尺度混沌局部搜索方法对原有算法进行改进,提出一种基于改进Tent映射的自适应变尺度混沌粒子群算法(Improved Adaptive Chaos PSO,IACPSO)。多种高维Benchmark函数的计算结果表明,IACPSO算法在计算精度、优化稳定性及收敛速度方面均明显优于其他改进粒子群优化算法。     

基于改进粒子群算法的坝基扬压力预报方法

根据新安江大坝多年扬压力监测资料,建立基于改进粒子群算法的混凝土坝扬压力预报方法,对基本粒子群算法进行改进,提出了激励因子和惩罚因子,从而动态地调整粒子在计算过程中局部和全局搜索能力的权重,充分利用正反馈信息确定各回归系数.通过实例应用表明,基于改进粒子群算法与最小二乘法、基本粒子群算法相比,预报结果精度较高且收敛速度较快.     

基于改进PSO-RF算法的大坝变形预测模型

针对传统随机森林参数寻优方法的不足,引入均衡惯性权重和自适应变异对粒子群优化算法进行改进,提出了一种基于改进粒子群优化算法和随机森林算法(改进PSO-RF算法)的大坝变形预测模型。实例验证结果表明,在计算效率方面,与传统网格搜索法相比,改进PSO-RF算法显著提升了模型的寻优速度;在预测精度和稳定性方面,基于改进PSO-RF算法的大坝变形预测模型明显优于长短期记忆网络、支持向量机和BP神经网络模型。     

一种改进的水电站优化调度粒子群求解算法

重点分析了常规粒子群算法(Panicle Swarm Optimization,PSO)在水电站优化调度应用中存在的问题和出现的原因,并针对问题提出了相应的解决方法,形成了基于粒子群算法的水库优化调度改进应用方法.改进前后计算结果的对比分析表明,改进后的粒子群算法可明显提高求解水电站优化调度问题的收敛速度和求解精度.     

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.     

水库发电优化调度改进粒子群算法应用

为进一步提升粒子群算法在水库发电调度中的应用效果，应用粒子群算法建立水库发电优化调度模型，从初始种群生成、寻优模式、更新策略等方面对算法进行改进，将均匀设计理念和混沌理念分别引入粒子群算法并对惯性权重进行了非线性自适应设计。计算结果与标准粒子群算法以及传统的动态规划进行了对比。结果表明，粒子群及其改进算法在水库发电优化调度中应用效果良好，综合考虑算法收敛能力、稳定性及计算耗时等指标，改进粒子群算法具有较高的实用价值。     

基于改进粒子群算法的坝体位移监控模型

在基本粒子群算法的基础上,提出了一种基于以e为底的指数函数的惯性权重策略的改进粒子群算法。将粒子群算法引入大坝安全监控领域,并结合坝体位移的多元回归统计模型,建立基于改进粒子群算法的大坝安全监控模型,并应用于新安江大坝的安全监测。实际应用表明,改进粒子群算法与最小二乘法、基本粒子群算法相比,预报结果精度较高且收敛速度较快。     

基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用

汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的主要方法,但该方法主要考虑洪水预报信息进行预蓄预泄,并不适用于洪水汇流速度快、依据洪水预报信息决策时效短的水库,因此,本文提出了考虑未来48 h降雨预报信息的改进预泄能力约束法,并结合水库分期汛限水位,研究了水库汛限水位分期动态控制域确定方法。以山西省漳泽水库为例,结合现有分期汛限水位,采用改进预泄能力约束法确定了水库汛限水位分期动态控制域,成果在2013—2016年的水库调度实践中取得了较好的应用效果。     

燕山水库汛限水位动态控制方案研究

随着全球极端气候越发频繁、水资源时空分布更加不均,水资源供需矛盾日益加剧。为充分利用水库调控水资源能力和发挥工程效益,采用预蓄预泄法对燕山水库汛限水位进行动态控制方案研究,首先基于下游防洪安全,根据降雨与洪水预报信息,采取预蓄预泄方案确定汛限水位上限值;再基于大坝自身安全和水库超泄能力分析确定了主汛期与后汛期的最高汛限水位。与原汛限水位104.20 m相比,考虑洪水预报信息情况汛限水位可调整至104.77 m,考虑降雨预报信息时可调整至105.36 m。计算分析结果表明,调整后的动态汛限水位对大坝自身安全及下游防洪安全影响较小,提高了水资源可利用率,具有可实施性。     

桓仁水库汛限水位动态控制关键问题研究

水库汛限水位动态控制的关键在于水情测报系统、洪水预报和天气预报等信息的可利用性研究几方面.为此,以桓仁水电站汛限水位动态控制研究为背景,研究了上述几方面的关键问题,在2005、2006年水库实际洪水调度中,动态控制汛限水位,取得了较好的发电效益.分析认为.桓仁水库无论是水情自动测报系统建设、洪水及退水预报方案还是气象预报都具备了汛限水位动态控制研究与应用的条件.     

大桥水库汛限水位分期控制研究

本文对大桥水库汛限水位分期控制方案进行了研究。首先,结合大桥水库调度运行特性,对水库所在流域的洪水成因变化、降雨时间分布和洪水发生时间分布等特征进行了分析,偏安全考虑确定汛期分期方案为:6月1日至9月15日为主汛期、9月16日至9月30日为后汛期。其次,采用频率分析法推求了大桥水库的分期设计洪水成果,结果表明,大桥水库后汛期设计洪水与年最大设计洪水相比量级较小,进行汛期分期调度既是必要的,也是可能的。最后,基于大桥水库分期设计洪水成果,经调洪计算分析最终推荐大桥水库汛限水位分期控制方案为主汛期2 018.00 m、后汛期2 019.00m,此方案有利于拦蓄汛末洪水资源,减少弃水量,增加水库综合效益,并可为大桥水库汛限水位动态控制提供依据。     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的,也是可行的.在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下,对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算,研究不同动态汛限水位控制范围的影响,得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围.结果表明,三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式,既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险,又能增加水库兴利效益.     

乌江渡水库洪水调度中的分阶段水位控制初探

自20世纪90年代水情测报系统引入乌江渡水库调度中, 该水库洪水预报与洪水调度功能日趋完善。若结合天气预报并针对各时期不同的防洪风险在洪水调度时将乌江渡水库5~8月中旬的起调水位控制在755m、伏旱期来临前蓄至759m以上, 则在汛末就能蓄满水库, 这既能降低防洪风险, 又不影响发电效益, 是优化洪水调度的必然选择, 具有巨大的经济效益。     

葠窝水库汛限水位动态控制效益分析

汛限水位动态控制是指依据不同信息与方法设计出汛限水位域值,且运用中允许根据实时水、雨、工情及可利用的预报等综合信息,在此域值内上下浮动.对于葠窝水库的汛限水位动态控制的效益分析,对于合理利用洪水资源具有重要意义,在确保水库安全的前提下,科学地设计与运用汛限水位,是提高洪水资源和水能资源利用率,发挥水库综合利用效益,缓解水资源与水能资源供需矛盾的有效手段之一.     

棉花滩水库建成后对青溪水库设计洪水影响研究

采用由实测流量推求设计洪水的方法,分别以考虑棉花滩水库影响和不考虑棉花滩水库影响两种途径对青溪水库的设计洪水进行了分析计算.结果表明,棉花滩水库建成投入运行后对青溪水库的设计洪水有一定的影响,且对青溪水库防洪有益;青溪水库可以适当提高其汛限水位.     

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。     

多沙河流水库汛限水位动态控制运用与水库排沙问题研究

柳河是我国北方地区最为严重的多沙河流,通过对柳河多年水文泥沙特性和库区冲淤特性以及水库壅水排沙特性的分析与研究,提出了基于洪水预报和暴雨径流预报的汛限水位动态控制运用方案,有效地解决了水库蓄水与排沙问题,为洪水资源安全利用提供了技术保障,同时也对水库汛限水位动态控制运用进行了效益分析和风险分析.