黄河流域向甘肃省可供水资源优化配置研究

【目的】构建水资源优化配置模型.【方法】以黄河流域向甘肃省可供水资源为研究对象,通过多年供需水量平衡分析,采用水资源管理决策支持系统中的最优化技术,构建水资源优化配置模型.【结果和结论】模型计算结果显示:近期2020年和远期2030年水资源配置分别为52.75和64.52亿m3,其中农业用水较前10年分别减少2.8和0.7亿m3,其他行业用水不同幅度增加.预测该配置方案能满足该地区社会经济与生态环境发展对水资源的要求.     

基于人工鱼群算法的浐灞河流域水资源优化配置研究

【目的】建立以经济、社会和环境效益相对最优为目标的水资源优化配置模型,为实现水资源的协调发展提供支持。【方法】以浐灞河流域为研究对象,采用人工鱼群算法建立水资源优化配置模型并进行求解。【结果】利用建立的水资源优化配置模型,对浐灞河流域各规划水平年(75%保证率)3种不同效益权重组合下的水资源进行了优化配置,配置后相对最优的结果是:研究区2020年可供水量为25 210.8万m3,较配置前增加了2 603.8万m3,缺水率较配置前降低了9.12%;2030年可供水量为28 168.8万m3,较配置前增加了1 911.8万m3,缺水率较配置前降低了6.07%。【结论】通过不同权重组合下的效益计算,选择经济、社会和环境效益权重分别为0.40,0.25和0.35时的水资源优化配置结果,作为浐灞河流域水资源开发利用与社会经济和生态环境保护协调发展的最佳方案。     

基于蚁群-粒子群混合算法的水资源优化配置研究

【目的】对区域水资源的合理优化配置进行研究,为区域经济的发展、水资源的合理开发利用和节水型社会的建立提供参考。【方法】建立以经济、社会、生态环境效益为目标函数,各目标加权和为最优解的水资源优化配置模型,采用蚁群-粒子群混合算法对模型进行求解,并对渭北工业区进行水资源优化配置的实例分析,通过原供水量与优化配置水量的比较验证所建立模型的合理性。【结果】经计算,75%保证率下渭北工业区水资源的配置结果为:2015年地表水、地下水、外调水、中水供水量分别为1 747.30,13 244.84,12 905.95和1 060.23万m3;2020年各水源供水量分别为2 019.19,12 214.42,23 530.42和1 798.60万m3;与原始供水量相比,2015年和2020年总供水量分别减少312.73和421.11万m3,表现在农业供水量减少,生活、工业、生态用水均达到供需平衡。【结论】基于蚁群-粒子群混合算法的水资源优化配置结果合理,可作为研究区水资源合理开发利用决策的参考;蚁群-粒子群混合算法收敛速度快,寻优性能优越,可用于水资源优化配置的分析。     

基于动态规划的河流纳污能力优化计算

【目的】将动态规划引入河流纳污能力计算,以解决传统算法中水质目标质量浓度难以确定、纳污能力可能出现负值及纳污能力难以达到最大的问题。【方法】在传统纳污能力算法的基础上,以河流纳污能力最大为目标,提出了基于动态规划的纳污能力优化算法,并以渭河干流陕西段为例进行实例检验。【结果】利用建立的基于动态规划的河流纳污能力优化算法,计算得到渭河干流陕西段的纳污能力结果为59 618.88t/年,传统算法的结果为58 377.45t/年,表明优化算法较传统算法可以得到更优的纳污能力,而且优化算法计算所得的纳污能力为水域纳污能力定义中所强调的"最大数量",同时优化算法可以得到确切的水质目标质量浓度且可以避免纳污能力出现负值。【结论】基于动态规划的河流纳污能力优化算法具有一定的合理性和可行性,为纳污能力计算研究提供了一种新思路。     

太原市水资源合理配置研究

【目的】探讨太原市水资源的合理配置方案,使有限的水资源得到合理利用,促进经济与社会的可持续发展。【方法】以区域经济发展与水环境保护相协调为目标,建立水资源多目标优化配置模型,并利用大系统分解协调方法,针对不同水平年(2010,2020,2030年),进行太原市水资源优化配置研究。【结果】在现有供水工程、常规节水方案条件下,太原市水资源供需矛盾日益加剧,在50%和75%水文年份,太原市缺水率分别由2010年的不足1%和7.7%均上升为2030年的35%以上;采用高节水方案时,在50%和75%水文年份,到2030年太原市缺水率为26%~31%。【结论】要深度解决太原市缺水问题,应实行开源节流与污染治理并举的措施,在进一步加大节水力度的基础上,增大污水处理回用和引黄力度。     

管灌区管网用水调控模型研究

【目的】探索管灌区管网用水优化配置方法,有助于减少开关阀门次数、保障管网运行安全。【方法】将管网水动力学模型嵌入到以管网配水时间最小和各节点流量变化最小为目标的管网优化配水模型,通过模型间公共参数的数据交换,构建管网用水配置耦合模型,并采用迭代法对其进行寻优,最终形成管网用水调控模型。【结果】利用该耦合模型可以精准模拟管网各节点的压力流量变化过程,与管灌区目前常用的管网优化配置方法相比,使用耦合模型对管网水资源进行优化配置,在实现管网配水全过程实时监控的同时,使得到的结果更加真实和精细。【结论】该方法的应用实例证明了该模型和算法的有效性;嵌入分布式水动力学模型后,耦合模型无法用传统的规划方法进行求解,迭代求解的迭代格式建立及求解过程比较耗时;该方法为包含分布信息的水资源优化配置问题提供了新的思路。     

基于模拟退火遗传算法的水资源优化配置研究

【目的】通过模拟模型描述水资源系统的复杂关系,解决水资源配置难题,为区域水资源合理开发利用提供决策依据。【方法】建立以经济、社会、生态环境综合效益为最优的水资源优化配置模型,并采用模拟退火遗传算法对模型进行求解,最后以咸阳市为例进行水资源优化配置。【结果】基于所建立的水资源优化配置模型对咸阳市的水资源进行优化配置,在50%保证率情况下,咸阳市2020年地表水、地下水、外调水、中水的供水量分别为69 020万、53 433万、23 435万和7 900万m~3,2030年供水量分别为88 825万、46 533万、46 310万和12 100万m~3,分别较原始供水量节水322.09万和432.46万m~3,除农业用水稍有欠缺外,其他用水户的用水要求均可以得到满足。【结论】基于模拟退火遗传算法的水资源优化配置模型配水结果合理可行,可以作为研究区水资源配置的决策依据。模拟退火遗传算法收敛速度快,寻优能力强,可以应用于水资源优化配置领域。     

自适应差分进化算法在反求含水层参数中的应用

【目的】研究自适应差分进化算法在反求含水层参数中的适用性。【方法】以理论计算值与实际观测值的离差平方和的均值作为目标函数，应用自适应差分进化算法优化待估含水层参数；计算相关实例，对比改进直线图解法、混沌序列优化算法、简算法、泰斯配线法、线性回归法与自适应差分进化算法的最终优化结果。【结果】与改进直线图解法、混沌序列优化算法和简算法等计算方法相比，自适应差分进化算法的计算结果更加精确，与实际观测值的差异较小；对于不同的含水层参数取值范围，自适应差分进化算法较传统差分进化算法稳定且寻优率与计算结果精度更高。【结论】自适应差分进化算法是一种有效的反求含水层参数的方法。     

基于蚁群算法的水资源优化配置博弈分析

【目的】运用博弈理论分析流域内水资源开发利用过程中各用水地区的行为和收益问题。【方法】提出市场经济与宏观调控相结合的水资源配置模式,建立各用水地区追求自身收益最优的同时,实现全流域水资源合理分配的博弈模型,为实现水资源的协调发展提供支持。将该模型应用于黑河流域,运用蚁群算法实现模型的最优求解,并与线性规划法所得结果进行了比较。【结果】利用建立的水资源优化模型,通过水权和水资源费的调节,有效约束了黑河流域内各县(区、旗)的取水量,有利于解决水资源分配过程中的用水冲突,在保证黑河流域公共水权为1.2亿m3的基础上,流域总收益达到0.936亿元。【结论】运用流域水资源优化配置博弈模型进行水资源优化配置,可以有效保证流域的公共水权,激发各地区节水和开发新水源的动力。     

梯级水库优化调度模型的蚁群系统(ACS)算法求解研究

【目的】对梯级水库调度模型的动态、高维、非线性、复杂优化问题进行求解。【方法】在传统蚂蚁系统的基础上,将蚁群系统中的蚁密、蚁量系统的局部更新和蚁周系统的全局更新有机结合,提出了一种求解梯级水库优化调度模型的改进蚁群算法,即蚁群系统(ACS)算法,采用ACS算法对乌江梯级水库进行了优化调度实例研究。【结果】ACS算法兼顾了计算的时间和精度,优化得乌江梯级发电量为96.538亿kW·h,相比利用动态搜索算法求解的乌江梯级发电量95.882亿kW·h略大,但均接近于乌江梯级设计多年平均发电量100.21亿kW·h。【结论】采用ACS算法可快速求解乌江梯级水库优化调度模型,并可得到满意的结果,说明该优化算法是合理、可行的。     

中国日光温室结构优化研究现状及发展趋势

日光温室是中国设施农业的重要组成部分。日光温室的结构设计不仅影响内部环境因子和生产效益,而且对温室建造、生产成本及其结构稳定性和耐用性有直接影响。综述了地域和气候约束条件下日光温室主要结构优化设计的研究现状,如跨度、脊高、采光屋面角、采光屋面形状、墙体结构和后屋面结构等,为不同地区日光温室建造提供参考信息。同时,探讨了其计算机辅助结构分析研究状况,并分析了今后的发展趋势和待研究的问题。     

玉米单倍体技术要点及其在育种中的应用

简要介绍玉米单倍体技术的概念、流程、优化内容及其在玉米育种中的应用情况,增进玉米育种研究人员对玉米单倍体技术的认识与了解。玉米单倍体技术可以大大缩短玉米自交系纯化代数,加速种质资源的改良利用创新周期,为育种目标的快速实现提供可能。玉米单倍体育种技术是未来玉米育种中的核心技术,各个环节的优化是提高该技术效率的主要途径。     

输气管道优化设计新模型

传统的输气管道优化设计模型设计变量多、约束条件多而且复杂,优化速度慢,优化结果不理想.提出了一种新的模型,该模型具有设计变量少、约束条件少而且简单的特点,提高了优化速度.对优化算法进行了改进,使得优化结果为全局最优解.给出了算例,证明输气管道优化设计新模型十分有效.     

卫生筷包装机推筷机构的多目标优化设计

结合卫生筷包装机推筷机构的设计，提出一种用评价函数法结合均匀设计法搜索有效解样本，以各目标与理想点的带权相对距离的均值、均方差最小为准则，决策满意有效解的多目标优化设计的求解方法．     

多目标优化设计的评价函数

针对目前求解多目标优化设计使用的评价函数存在的缺陷，建立多目标优化设计的评价准则，由此而构造一新型的评价函数．理论证明这一评价函数的最优解为多目标优化的有效解，并通过算例分析比较其优越性．     

一种引入反向搜索机制的果蝇优化算法研究

针对基本果蝇优化算法求解复杂优化问题时全局搜索能力差,种群多样性偏低等问题,提出一种引入反向搜索机制的果蝇优化算法（RFOA）。该算法通过在搜索趋于停滞时计算果蝇个体和进化方向的夹角,挑选出一批和进化方向相反的果蝇个体并利用这些个体去探索新的最优解,从而跳出局部最优。通过标准测试函数进行仿真测试,实验结果证明,解决部分较为复杂的优化问题时,RFOA相比其他改进算法可以更有效地避免早熟收敛,加快收敛速度,提高收敛精度。     

西瓜SRAP-PCR程序和体系优化

建立适宜西瓜DNA的SRAP-PCR扩增体系,为西瓜基因图谱的构建和分子标记打下基础。以西瓜中华拳王品种为试验材料,探索了西瓜SRAP-PCR反应程序,并对西瓜SRAP-PCR反应体系的各影响因子进行梯度实验,筛选和建立可扩增多态性高、重复性好、带型清晰的最佳SRAP-PCR反应程序和体系。最佳SRAP-PCR反应程序为:94℃预变性5 min;94℃变性1 min,35℃退火1 min,72℃延伸1min,共5个循环;94℃变性1 min,50℃退火1 min,72℃延伸1 min,共35个循环;72℃延伸5 min;4℃保存。最佳SRAP-PCR反应体系(15μl)为:DNA 100 ng,dNTPs 0.3 mmol/L,Mg2+2.0 mmol/L,primer 7.5 pmol/L,Taq polymerase 0.75 U。该程序和体系能很好地满足西瓜基因组SRAP扩增的要求,SRAP标记应用于西瓜遗传研究是可行的。     

非锥凸最优化问题中的可行距离

当一般的非锥凸最优化问题或其对偶不可行时, 通过引入可行距离这一概念, 讨论新系统的可行性,并考察了在新系统中可行距离的性质, 得到了与其等价的可计算的优化形式.     

资源数量有限情况下生产函数的最优解

本文介绍一种在约束条件下的优化分析方法。该方法引入稀缺资源的数量限制,对传统的生产函数分析技术提出了改进。由这种方法所确定的生产函数最优解对生产者决策更具实践意义,有助于予期管理目标的实现。文章较详细地讨论了这种方法的经济学含义,并在最后部分提出了进一步研究的方向。     

小型中央空调系统热经济学优化设计分析

建立了户式中央空调常用制冷剂HCFC22热物性的仿真模型，在VC 环境下编制了仿真程序；提出了户式中央空调系统的热经济学优化方法，对典型的户式中央空调系统进行了热力学和热经济学优化，并对两者优化结果进行了比较。结果表明，户式中央空调系统的热经济学优化方法能够克服热力学优化方法的弊端，有利于减少系统的年生产费用，是一种值得推广使用的新方法。