基于多策略差分布谷鸟算法的粒子滤波方法

为了提高标准布谷鸟算法的种群多样性和全局搜索效率,将多策略差分变异过程引入布谷鸟算法中。在布谷鸟的宿主发现过程中借助多策略差分操作来提高种群的多样性,同时,改进的布谷鸟在算法新解选择中增加排队优选机制,与贪心算法相结合以减少局部极值的不良吸引,加快搜索进程。将改进的布谷鸟算法应用到粒子滤波中,用布谷鸟的鸟巢来表征粒子,通过模拟布谷鸟群体搜索巢穴位置的过程来优化粒子分布。实验表明,改进的智能优化粒子滤波算法有效提高了粒子多样性和非线性系统状态的预测精度,并能在粒子数减少的情况下保持稳定估计。     

基于Pareto蚁群算法和3S技术的灌区水资源空间优化配置

为了解决灌区水资源配置中的信息采集方法落后和多目标模型求解易陷入局部最优等问题,通过伪随机并行搜索和最近邻域选择等策略对Pareto蚁群算法进行改进,然后将Pareto蚁群算法与3S技术耦合,以宁夏银北灌区为仿真对象,利用改进的Pareto蚁群算法计算灌区多目标、多约束的水资源空间优化配置模型,获得最优的井灌水量、渠灌水量、排水量以及最优的经济效益和灌排费用。基于Pareto蚁群算法和３S技术的灌区水资源空间优化配置,能加快算法的收敛速度,获得全局最优解,使优化结果更接近实际,对灌区的水资源宏观调度具有一定的参考价值。     

改进飞蛾火焰算法在多目标水资源优化配置中的应用

水资源紧缺局面愈演愈烈,迫切需要进行水资源优化配置,以此提高水资源利用效率。基于自然元启发的优化算法越来越多的应用于求解多目标水资源优化配置问题。飞蛾火焰算法全局收敛性能较差且容易陷入局部最优解,针对以上问题,结合帕累托最优解概念,引入快速非支配排序策略,利用拥挤度及拥挤度比较算子对飞蛾火焰算法进行改进,继而采用改进的飞蛾火焰算法对ZTD1、ZTD2及ZDT3等3个多目标函数进行仿真实验,结果表明计算得到的帕累托最优前沿接近于理想帕累托前沿,收敛性能及精度优于本文所列举大部分多目标优化算法。最后将改进飞蛾火焰算法应用于三亚市水资源优化配置中,得到了23组帕累托最优解。选择了对缺水量最小有特殊偏好的方案作为最终决策方案,结果显示三亚市不同用水户总需水量39015万m^3,各用水户总分配水量为39015万m^3,缺水量为0,产生的经济效益为203.91亿元。改进的飞蛾火焰算法为多目标水资源优化配置问题提供了新的求解方法。     

基于改进型NSGA-Ⅱ算法的晋中市水资源优化配置

对水资源的不合理利用而导致的水资源短缺现象愈发频繁，进行水资源优化配置的需求也越来越大。水资源优化配置是指在水资源总量有限的前提下，综合考虑社会效益和经济效益，用科学有效的方法对水资源进行水量的合理分配。首先分析晋中市的水资源状况，综合考虑晋中市水资源优化配置需求，建立了以社会效益和经济效益为目标函数的晋中市水资源优化配置模型。接着提出了一种改进型NSGA-Ⅱ算法（INSGA-Ⅱ），并用INSGA-Ⅱ算法对ZTD1、ZTD2及ZTD3等6个多目标测试函数进行实验，结果表明提出的INSGA-Ⅱ算法能求得有效的帕累托前沿，同时收敛性和分布性均优于所列举的大部分多目标优化算法。最后将INSGA-Ⅱ算法应用于晋中市水资源优化配置模型中并进行实例分析，同时与基于NSGA-Ⅱ算法的方案进行对比。实例分析结果表明，基于INSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案比基于NSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案得到的缺水量更小、经济效益更高，证明了基于改进型NSGA-Ⅱ算法的晋中市水资源优化配置方案的可行性。根据决策者对不同目标的偏好不同，给出了3种优化配置方案和3种方案的效益比较，这些配置方案同时考虑了社会效益...     

基于粒子群算法的区域水资源优化配置研究

随着经济的快速发展,人类对水的需求量的增加和供水量减少之间的矛盾越来越突出,合理配置有限的水资源显得非常重要。本文运用多目标规划理论建立了区域水资源可持续利用的多目标优化配置模型,该模型以社会、经济、环境的综合效益最大为目标,用粒子群算法求解,得到银川市规划年（2020年）3种不同保证率下的优化配置方案,为银川市水资源管理问题提供了科学依据。结果表明,所建模型合理、可行,算法有效。     

基于改进飞蛾扑火算法的区域水资源优化配置模型研究

为解决复杂的区域水资源优化配置问题,以区域缺水率最小和污染物排放量最小为目标函数建立了水资源优化配置模型,并以汾河下游谷地供水区为例,预测其在规划水平年20%、50%、75%和95%来水频率下的供需水量。针对飞蛾扑火算法(MFO)存在的搜索耗时较长、易陷入局部最优的问题,改进其烛火更新公式及对数螺旋函数。通过对群智能算法中常用的测试函数做仿真实验,对比分析了改进前后MFO算法的寻优结果,并采用改进的MFO算法对模型进行求解。实例结果表明,所构建的区域水资源优化配置模型合理有效,改进的飞蛾扑火算法收敛速度快,寻优性能优越,可用于水资源优化配置领域。     

改进的多目标粒子群算法在鄱阳湖水资源优化配置中的应用

鄱阳湖水资源优化配置问题是一个多目标优化问题。将Pareto支配关系、精英保留策略、约束主导原理引入到多目标粒子群算法中。针对粒子群算法的容易陷入局部极小值、早熟等缺点,采用了线性变换惯性系数提高搜索的速度和性能,引入遗传算法的变异思想、混沌优化思想避免了陷入局部极小值。应用改进的多目标粒子群算法对鄱阳湖环湖区的水资源优化配置模型进行了求解,得出了一组非劣解集。采用模糊近似理想点法对非劣解进行了评价,得出了鄱阳湖环湖区2030年水资源配置的最佳方案。     

基于“三条红线”及SE-DEA模型的水资源优化配置

在最严格水资源管理思想的指导下,研究探讨"三条红线"控制指标,即用水总量、用水效率和纳污能力控制指标的选取及确定方法,建立了以社会、经济和水环境为效益目标的多目标水资源优化配置模型,以平定县为例,开展了水资源配置研究,结合SE-DEA模型,进行了不同配置方案下水资源配置结果效率值分析,探求出了最佳水资源配置方案,为实施区域最严格水资源管理提供依据。     

额济纳地区水资源利用模式优选探

水资源是额济纳地区最具有战略意义的资源，水资源短缺是制约该地区发展的至关因素，合理有效地利用水资源对额济纳实现整体规划和“2010年远景目标”具有决定性意义。水资源的优化利用在保证满足优势产业结构用水的基础上，利用多目标线性规划模型，以农牧业产业结构为主优化因子，并考虑其它产业用水情况下，给出了水资源在最枯状态、平均状态供水量及“甘蒙”分水方案实施后的配水量进行优化配置的方案集。应用层次分析法对多目标线性规划给出的方案集做出最终决策，为该地区水资源的合理利用提供决策依据。     

基于可持续发展的甘州区水资源合理配置研究

针对黑河流域甘州区水资源短缺问题,基于甘州区可利用水资源总量,综合考虑经济发展与水环境保护用水需求,以生活、牲畜、工业、农业和生态用水的经济效益最大和水资源消耗最小为优化目标,建立可持续发展的多目标水资源合理配置线性规划模型,旨在为甘州区可供水资源进行配置提出该区水资源合理利用的配置方案。     

猎豹优化算法在水资源优化配置中的应用

水资源优化配置能够解决区域水资源短缺及不合理利用问题,近年来优化算法成为获得水资源优化配置结果的重要工具。为有效缓解现有优化配置算法中存在的收敛缓慢、局部优化和早熟等问题,介绍了一种新型的元启发式算法：猎豹优化算法（the Cheetah Optimizer,CO）,利用该算法收敛速度快、鲁棒性强、寻优能力强等优点,将其运用至水资源优化配置问题中。以太原市为研究区域,建立了以经济效益、社会效益和生态效益为目标的水资源优化配置模型,采用CO求解该模型,并与遗传算法（Genetic Algorithm,GA）结果进行对比分析。结果表明：CO的污染物排放总量在规划年（2030）控制目标内,区域用水满意度达到0.98,能够满足基本用水和发展用水需求;与现状年（2020）相比,生活用水占比下降22.58%,三次产业用水占比分别上升10.53%、25.81%、12.5%,地表水和地下水供水比例分别降低21.70%、11.14%,回用水和引黄水供水比例分别提高了5.43%、27.40%,符合太原市水资源配置思路,验证了CO的有效性;与GA相比,CO的区域满意度、综合用水价值和配水公平性分别提高了7....     

基于改进布谷鸟搜索的轴向永磁联轴器模糊优化设计

研究了轴向永磁联轴器的结构优化设计。首先根据层模型理论,以轴向永磁联轴器的关键结构参数(气隙长度、铜盘厚度等)为设计变量,以成本最低、输出转矩最大以及涡流损耗最小3个性能为多优化目标,建立了轴向永磁联轴器的数学优化模型;其次是将混沌搜索和自校正权重引入到布谷鸟搜索方法中,提出了一种改进的布谷鸟搜索方法;然后,利用模糊理论将多目标优化问题转换为单目标问题,并运用改进布谷鸟搜索算法优化求解;最后,对结构参数优化后的轴向永磁联轴器性能进行了ANSYS仿真,而且制作样机并进行了试验测试。仿真和试验结果表明:提出的优化结果优于遗传算法和粒子群优化等方法,与标准模型相比,成本降低了9%,转矩提高了15%,涡流损耗减少了10%。     

基于动态聚集距离的多目标粒子群优化算法及其应

为了增加Pareto集的多样性,提高多目标优化的全局寻优能力,提出了一种基于动态聚集距离的多目标粒子群算法(DCD-MOPSO).该算法利用改进的快速排序方法来减少计算量,采用动态变化的惯性权重和加速因子以增强算法的全局寻优能力,并基于动态聚集距离对外部集进行维护以增加Pareto集的多样性.通过典型测试函数的仿真实验和应用实例对DCD-MOPSO算法性能进行了分析,并与多目标优化算法MOPSO和NSGA-Ⅱ进行了比较.结果表明,DCD-MOPSO算法收敛速度较快,且得到的Pareto集分布均匀.     

面向空间均衡的水资源优化配置研究

首先明确水资源领域空间均衡的概念,即在保证每个计算单元内部水资源-社会经济-生态环境三大子系统之间的协调发展的基础之上,实现不同计算单元之间的协调发展。其次,将"协调发展度"的概念引入到水资源领域空间均衡的研究中,利用双层嵌套的协调发展度作为空间均衡的度量标准。在传统的水资源优化配置模型的基础上,增加了空间均衡的目标函数和约束条件,从而构建了面向空间均衡的水资源优化配置模型。并以盐城市沿海地区为例,构建了盐城市沿海地区面向空间均衡的水资源优化配置模型,通过计算得出盐城市2020年75%保证率下的水资源配置结果。     

基于改进肾脏算法的梯级水库长期发电优化调度研究

梯级水库优化调度是一种实现水资源合理分配与高效利用,提升水电系统运行管理水平的重要方法。改进肾脏算法为高效求解梯级水库优化调度提供了一条有效途径。肾脏算法是一种新颖的自然启发式优化算法,因其参数少、寻优能力强、稳健性高,已被广泛应用和认可。本研究对标准肾脏算法的寻优原理进行了阐述,针对该算法的种群多样性低和收敛速度慢缺陷,采用含缩放因子的运移策略和自适应调参策略对其改进,提出了改进的肾脏算法。以某梯级水库长期发电优化调度为例,计算结果表明:相比标准肾脏算法,改进的肾脏算法可使梯级水库多年平均发电量增加3.2亿kWh(增幅为4.03%)和弃水量减少17.54%。引入的改进策略有效克服了标准肾脏算法的早熟缺陷,提高了种群多样性和收敛速度。     

基于模糊几何加权模型的灌区水资源优化配置

针对农业水资源优化配置中多目标赋权的不确定性问题,以黑龙江省绰尔屯灌区为研究区域,构建了基于模糊几何加权法的灌区水资源优化配置模型,把多目标规划问题转化为单目标非线性问题,得到了不同权重下不同生育期的灌区水资源最佳配置方案,并通过灌区综合能力评价体系进行比选.结果表明：通过与线性多目标模糊规划模型的对比,模糊几何加权模型可以根据实际情况对不同目标的权重进行调整,得出该条件下的灌区水资源最佳配置方案;当灌水量权重为0.3和经济权重为0.7时为最优方案,水稻产值为8 245万元,分蘖期、拔节期、抽穗期、乳熟期的灌水量分别为1 154.56万、779.12万、539.45万、336.57万m³.验证了模糊几何加权法在灌区水资源优化配置的可行性应用,为灌区农业水资源高效利用提供参考方案和决策支持.     

基于土壤水资源利用的农业水资源承载力研究

水资源承载力研究是保证水资源可持续利用、寻求区域可持续发展的重要依据。在分析土壤水资源特点基础上,阐明了基于土壤水资源利用的农业水资源承载力内涵,综合考虑了农业经济产值、粮食总产量、农业生态用水量和农业用水比例等4项目标,建立农业水资源承载力多目标决策模型。以保定市为例,提出不同规划年、不同水文年及土壤水资源利用技术发展的农业水资源承载力方案,充分利用土壤水资源,保证农业水资源可持续发展。     

山丘区雨水梯级集蓄优化研究

雨水利用已成为缓解山丘区水资源紧缺、加快山丘区经济建设的有效措施。以实现山丘区经济、社会、环境生态效益最大化为目标,对山丘区雨水进行梯级集蓄优化,建立雨水梯级集蓄优化配置模型,并提出用多目标遗传算法结合大系统分解协调理论对模型进行求解的方法。多目标遗传算法可实现各水源供水量的均衡合理分配,为山丘区水资源可持续利用和管理提供指导依据,为山丘区的雨水梯级集蓄优化建模提供了方法参照。     

基于非充分灌溉原理的灌区水资源优化配置模型及决策软件研究

根据非充分灌溉理论,按大系统分解协调原理,建立了以总效益最大为目标的灌区灌溉水资源递阶控制优化模型,对灌区多水源进行优化配水研究。在理论研究基础上,还对灌区水资源的优化利用引入决策支持系统知识,研制"大型灌区水资源决策支持系统"软件。经实际运行,该程序具有友好的图形界面,较强的计算功能和数据库的管理功能,可为水资源优化配置和水资源管理研究作参考。     

基于大系统多目标理论模型的区域水资源优化配置研究

面对水资源日益紧缺、人口持续增长和生态日渐恶化的焦作市现状,为使有限的水资源在居民生活、工农业生产和生态保护之间得到充分有效的开发利用,针对以往水资源配置中仅追求经济目标最大化单目标优化方式的缺陷与不足,采用大系统多目标理论与方法并结合考虑生活生态和工农业生产的需水预测,构建大系统多目标理论模型进行水资源优化配置研究,通过应用大系统模型分解协调法实现各子系统的优化,以使得该地区经济效益、社会效益和生态效益达到最优,从而预测出2030年P=50%和P=75%时各子区的水资源配置情况,得出优化配置方案。为指导焦作市水资源合理开发利用及农村饮水安全工程的实施提供切实可行的理论依据与技术支撑。