机械灰色非线性优化的理论及其应用

探讨了含有灰参数的机械非线性优化理论与求解方法，通过引入灰数的概念，建立了机械优化设计中广义不确定性的灰凸集、灰凸规划的初步理论，提出了拓广的Kuhn-Tucker定理，得到了机械工程中一类含有灰色线性约束的灰色非线性优化模型的直接求解法，即将原非线性优化分解为等价的2个确定性边界模型直接求解。这不仅为机械优化设计提供了有效的手段，而且建立了确定性优化和非确定性优化的联系。最后通过含有灰系数线性约束与非线性目标函数的优化问题，说明机械灰色优化设计的直接求解方法研究的意义和实用性。     

水资源约束条件下民勤县农业产业结构优化研究

为了有效地缓解民勤县水资源短缺和生态危机,同时实现农业的可持续发展,在对全县农业产业结构发展状况进行比较、分析的基础上,在水资源约束条件下,建立了民勤县农业产业结构多目标优化模型,通过利用线性规划分析方法,对模型进行了多次运算和优化求解,提出了民勤县农业产业结构优化的对策和建议.     

多周期木材物流网络优化研究

在木材供应链中,木材需求量受到市场竞争环境变化影响,供应量则受到土地状况、森林经营计划等因素的影响,均呈现不确定的动态变化特征,而木材物流网络规划的周期一般较长,因此多周期模型更符合实际的生产实践。在分析木材物流网络特性的基础上,考虑不同规划期内供需状况的变化,以物流网络总成本最小为优化目标,包括木材物流中心打开成本、关闭成本、运营成本、流转成本、木材从供应点到物流中心以及从物流中心到需求点的运输成本,建立了多周期木材物流网络优化模型。将该模型应用于某林业集团的木材物流网络规划,利用Lingo 11.0进行求解。结果表明,采用多周期模型的优化结果比采用单周期模型的优化结果总成本降低了8%,从而也证明了多周期木材物流网络优化模型的合理性、可行性和有效性。     

基于响应面法和NSGA-II算法的麦弗逊悬架优化

应用响应面法和经过改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行悬架结构参数优化.在ADAMS/Insight软件中进行设计参数的灵敏度分析，针对灵敏度较大的设计参数，建立车轮定位参数在车轮跳动过程中最大变化量的2阶响应面近似数学模型对该模型进行稳定性分析，并且应用加入精英保持策略和去除重复个体算法的NSGA-II优化算法对多目标响应面模型进行优化求解.优化结果表明该方法具有较高的精确性与有效性.     

基于遗传算法与方案优选的多目标优化模型求解方法

为求解含复杂约束的多目标优化问题并获得符合实际决策需求的最优解,将多目标优化问题的求解分为2步:1)使用改进的遗传算法对带有较复杂约束的多目标规划模型进行求解,得到Pareto解集;2)基于熵权法构建方案优选评价体系,对Pareto解集进行优选,从而获得多目标优化问题的最佳方案。将本研究方法应用到灌区水资源优化配置问题中检验其可行性与实用性。结果表明:相较于评价函数法获得的结果,Pareto解集可以直观展示不同目标之间相互制衡的关系;根据当地实际情况选取粮经产量比、用水结构信息熵、化肥使用量作为优选指标,优选后的配水方案水分生产力可以达到1.46 kg/m~3,总产量达到8.667×10~7 kg。与传统求解方法比较,本研究提出的求解方法全局寻优能力更强,可以获得更加合理的方案。基于遗传算法与方案优选的多目标优化问题求解方法在求解较为复杂的多目标优化问题时能够获得更为满意的方案,可以为其他多目标问题的求解提供一种新的思路。     

土地利用结构优化配置研究

选择土地利用结构优化配置为对象,分析了土地利用数量结构优化和空间格局优化的关系。在对土地利用结构优化配置主要研究内容、实现方法和研究案例进行深入剖析的基础上,认为研究方法的不完善是制约其发展的主要原因。当前研究土地利用优化配置的主要方法是模型法,主要包括两大类,即土地利用数量结构优化模型和空间配置模型。已有研究中,数量结构优化模型包括线性规划模型、灰色线性规划模型、多目标线性规划模型和系统动力学模型等;空间配置模型有基于地理信息系统（GIS）的空间分配模型、元胞自动机模型（CA）和小尺度土地利用变化及其效应模型（CLUE-S）等,分析并探讨了各方法的优缺点及当前研究中存在的缺陷。研究发现,土地利用空间配置方法的发展弱势和现有模型无法完成从数量优化到空间配置的完整过程是该研究领域当前存在的最主要问题。随着对配置结果精度和可行性要求的提高,空间配置模型的发展完善将成为今后的研究重点,同时开发从土地利用数量结构优化到空间格局配置的完整模型也将成为新的发展趋势。     

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。     

基于解释结构模型和模糊分析的黄淮海平原区土地利用结构优化——以河北省曲周县为例

为探索通过优化土地利用结构改善黄淮海平原区土地利用存在的不合理现象的途径,拟通过构建多目标规划模型,运用解释结构模型将区域土地利用目标量化至目标函数及约束条件中,采用模糊两阶段算法对土地利用结构进行优化,以曲周县为例,通过Markov算法计算出自然演化方案下土地利用结构(2035年),并将现状方案(2012年)、自然演化方案(2035年)、优化方案进行对比并进行分析。结果表明:1)经过优化后的曲周县土地利用结构(2.87)其满意度明显高于现状方案(2.80)、自然演化方案(2.23),土地利用结构合理度也更高,土地利用结构优化方案具有有效性。2)对自然演化方案进行分析发现,曲周县现行的经济驱动模式对于生态效益、区域水资源造成损害,不利于生态环境的改善。以多目标优化模型为基础框架,嵌入ISM和模糊分析的土地利用结构优化方法对于区域土地利用结构优化具有借鉴意义,结合区域土地利用优化目标,保持其余地类结构的相对稳定,协调平衡耕地、林地、城镇村及工矿用地和未利用地间的结构比例是区域土地利用结构优化的基本途径。     

自适应人工蚁群算法在水资源优化配置中的应用

为实现水资源合理调度,建立了水资源优化配置模型,针对该非线性模型求解较困难及其他方法求解精度不高的问题,提出了自适应人工蚁群算法(AACS)。以闻喜涑水灌区和陈村灌区水资源优化配置为实例,对涑水河陈村峪水库、紫家峪水库和杨家园水库给灌区供水调度进行优化,采用AACS法求解灌区水资源优化配置模型。结果表明:该模型可真实地反映灌区供需水平衡变化的总体趋势,所建模型是合理的,为判断时间序列数据的非线性提供了一种新方法。     

基于多因素的排污口优化布设模型及其动态实现

针对排污口优化布设中存在的问题,提出基于多因素的排污口优化布设模型.采用免疫克隆选择算法求解模型,以提高求解效率;同时,针对优化模型仅从理论角度出发的缺陷,开发“人机交互”的排污口布设系统,实现排污口布设系统的动态可视,并以黄河某水功能区为例,验证了模型和系统的可用性.结果表明基于多因素的排污口优化模型一种切实可用的模型.     

抗蚜威在黄瓜果实中的消解动态数学模型

采用气相色谱法测定抗蚜威在黄瓜果实中的残留量数据,建立指数负增长函数模型、Rayleigh动态模型、灰色预测GM(1,1)模型等不同类型的数学模型,然后对其进行拟合度检验,结果表明:灰色预测GM(1,1)模型的预测拟合度最好,农药在生态环境中的降解过程是一个典型的灰色系统,应用灰色预测GM(1,1)模型可以很好地模拟抗蚜威在生态环境中的残留消解动态.     

农村电力系统负荷预测研究

农村电力系统规划和运行在负荷预测方面是非常重要.主要叙述了时间序列分析的构思,模型构建方法的过程及步骤,假设时间序列,运用MATLAB软件试验,实现了模型参数的估计的过程和模型的定阶.运用灰色理论法进一步建立灰色模型GM（1,1）,且通过灰色关联分析进一步分析出不同模型的灰色关联度,这样才能更好地选择模型.     

基于灰色系统理论的加工番茄产量预测模型研究(英文)

[目的]研究基于灰色系统理论的加工番茄产量预测模型。[方法]运用灰色系统理论研究了加工番茄产量变化趋势,建立了加工番茄产量预测的GM(1,1)灰模型,并以新疆2001～2009年新疆加工番茄产量为例,进行了实例分析。[结果]该模型有较高的预测精度和较强的泛化能力,对近期加工番茄产量的预测是可靠的。[结论]为新疆地区番茄产业的宏观调控、番茄加工及储藏等方面提供了参考。     

基于灰色系统理论的加工番茄产量预测模型研究

[目的]研究基于灰色系统理论的加工番茄产量预测模型。[方法]运用灰色系统理论研究了加工番茄产量变化趋势,建立了加工番茄产量预测的GM（1,1）灰模型,并以2001～2009年新疆加工番茄产量为例,进行了实例分析。[结果]该模型有较高的预测精度和较强的泛化能力,对近期加工番茄产量的预测是可靠的。[结论]为新疆地区番茄产业的宏观调控、番茄加工及储藏等方面提供了参考。     

基于灰色马尔可夫模型的农业用水量预测

将灰色GM(1,1)模型和马尔可夫模型结合,构建灰色马尔可夫预测模型.按特定的状态划分方法,先用灰色GM(1,1)模型预测,再用马尔可夫模型对预测结果进行优化,使预测精度大大提高.最后以辽河流域某典型区为例,预测结果证明了该模型的优势.     

烤烟糖碱比和氮碱比的醇化预测模型研究

[目的]建立醇化烟叶化学成分的预测模型,用于预测醇化后烟叶化学成分协调性的变化情况,以便指导配方打叶的小配方模块设计。[方法]利用灰色理论建立了烤烟醇化过程糖碱比GM（1,1）灰色模型、糖碱比新陈代谢GM（1,1）灰色模型、氮碱比GM（1,1）灰色模型、氮碱比指数平滑GM（1,1）灰色修正模型和氮碱比对数GM（1,1）灰色修正模型。[结果]糖碱比灰色模型精度较高,2种模型精度分别达到了98．37％、99．73％;氮碱比灰色模型通过指数平滑和对数修正后,模型精度分别达到了93．56％、88．52％。[结论]建立的各种糖碱比、氮碱比模型都有意义,而且可用作中、长期预测。     

灰色线性组合模型在涝灾预测中的应用

灰色线性组合模型由于在传统灰色预测模型的基础上加入了对数据的线性分析,在各个领域应用已较为广泛.应用灰色线性组合模型,以沈阳市1960～2006年的降雨量作为数据依据,建立模型对涝灾进行预测.结果表明:组合模型较好的拟合了预测灾变年,预测误差小于普通灰色预测模型,为涝灾预测增加了一种新方法.     

Multi-variable grey model (MGM (1,n,q)) based on genetic algorithm and its application in urban water consumption

Urban water consumption has some characteristics of grey because it is influenced by economy, population, standard of living and so on. The multi-variable grey model （MGM（1,n））, as the expansion and complement of GM（1,1） model, reveals the relationship between restriction and stimulation among variables, and the genetic algorithm has the whole optimal and parallel characteristics. In this paper, the parameter q of MGM（1,n） model was optimized, and a multi-variable grey model （MGM（1 ,n,q）） was built by using the genetic algorithm. The model was validated by examining the urban water consumption from 1990 to 2003 in Dalian City. The result indicated that the multi-variable grey model （MGM（1,n,q）） based on genetic algorithm was better than MGM（1,n） model, and the MGM（1,n） model was better than MGM（1,1） model.     

非等步长PGM(1,1)模型及其在工程中的应用

针对工程中的非等步长数据,文章在PGM(1,1)模型基础上,提出了非等步长观测数据序列的灰色PGM(1,1)模型建模方法,并通过建立土体粘聚力与含盐量同含水量的比值的灰色PGM(1,1)模型,说明非等步长PGM(1,1)模型在工程中具有很强的适用性。     

灰色自记忆模型及其在新疆和田地下水埋深预测中的应用

运用灰色微分方程与自记忆原理相结合的方法,建立了地下水埋深预测的灰色自记忆模型,并以新疆和田市地下水长期观测井GW9为例进行了埋深模拟和预测。结果表明,该模型具有较高的模拟及预测精度,且简洁实用。