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。     

基于可持续发展的南疆区域农业肥料资源优化配置模型研究

[目的]建立基于可持续发展的南疆区域农业肥料资源优化配置模型。[方法]给出了区域农业肥料资源的优化配置结构,并在此基础上建立了区域农业肥料资源的优化配置模型;结合南疆阿克苏地区农业生产实际,在考虑种植面积约束、水资源总量约束和粮食生产安全约束的前提下,建立了南疆阿克苏地区农业肥料资源优化配置的实证模型,并采用计算机搜索算法,通过Lingo编程对该模型进行了求解。[结果]优化配置后产生的经济效益较配置前增加了近18亿元,相对增量约为34．4％。[结论]为实现南疆农业经济的可持续发展提供了理论依据。     

基于可持续发展的南疆区域农业肥料资源优化配置模型研究

[目的]建立基于可持续发展的南疆区域农业肥料资源优化配置模型。[方法]给出了区域农业肥料资源的优化配置结构,并在此基础上建立了区域农业肥料资源的优化配置模型;结合南疆阿克苏地区农业生产实际,在考虑种植面积约束、水资源总量约束和粮食生产安全约束的前提下,建立了南疆阿克苏地区农业肥料资源优化配置的实证模型,并采用计算机搜索算法,通过Lingo编程对该模型进行了求解。[结果]优化配置后产生的经济效益较配置前增加了近18亿,相对增量约为34.4%。[结论]该研究结果为实现南疆农业经济的可持续发展提供了理论依据。     

水资源约束下哈密市耕地种植结构优化研究

[目的]寻求符合哈密市经济发展现实需要的可持续发展的水资源配置方案.[方法]以哈密市为研究区域,以经济效益最优为目标,以水资源为约束条件采用粒子群优化算法(PSO)建立耕地用水优化配置模型,获得哈密市不同农作物类型的适宜种植面积,确定农业用水总量与产出效益,使用DEA模型中的C2 R模型分别对优化前后的哈密市农业用水效率进行评价.[结果]PSO优化预测2025年耕地总面积为70635 hm2,总效益达29.02亿元,比2015—2019年最高效益(2017年25.88亿元)提升了12.13％;优化预测的2025年耕地单位面积效益达4.11万元,比2015—2019年最高单位面积效益(2019年2.73万元)提升了50.50％;DEA分析的C2R模型打分结果表明,粒子群优化后的结果更为优秀.[结论]优化后的方案在满足哈密市工业用水需求的同时又能提升哈密市农业用水的效益,该优化结果可为哈密市未来农业水资源的分配与利用提供科学依据.     

再生水与天然水资源农田灌溉的模糊优化配置

运用模糊数学优化的原理，综合考虑农业可持续发展的社会需要和经济效益，建立了再生水与天然水资源农田灌溉的多目标模糊线性规划优化配置模型，以合理分配各种水资源，确定农业最优种植模式。该模型以作物的种植面积为决策变量，以再生水和天然水的水质、水量为约束条件，以粮食作物、蔬菜和水果产量最大、农民经济收益最大为目标。并以天津市为例进行了再生水和天然水资源农田灌溉和种植模式的优化配置计算。结果表明，优化配置能保证各种作物的水量分配比较合理，作物产量能满足城市发展对其最低的需求，且能获得较好的经济效益。     

水资源配置模型的建立与应用——以葫芦岛市为例

为科学决策城市水资源优化配置,合理确定城市拟建多水源的开发时序,实现水资源的可持续利用,促进经济社会的可持续发展。在"经济—水资源—社会"复合系统框架下,以城市供水效益最大、水利投资最小、区域缺水量最小、城市绿地面积持续增长等为目标,以城市供水水源供水量为决策变量,以水源地可供水量、最大取水能力、用水户需求、中水回用、生态需水等为约束条件,遵循资源、环境与经济社会协调发展的战略原则,构建水资源优化配置区间多目标非线性模型,提出了求解该模型的免疫遗传算法,并将其应用于葫芦岛市。结果表明:城市多水源的开发时序必须以不同经济社会发展速度的需水为前提,才能使有限的水资源与经济、社会环境相协调,实现城市经济社会与环境的可持续发展。     

新疆艾比湖闭流域水资源合理开发与环境保护

应用系统工程的数学优化方法,以艾比湖环境保护为控制目标,水资源科学分配为主线,结合水利工程规划及经济发展,建立了新疆博尔塔拉河、精河流域水资源优化配置模型,对流域水资源科学分配和合理开发利用进行计算,为流域经济发展宏观决策奠定了坚实的基础。     

基于均匀布点的铣削用量优化

【目的】针对铣削加工中铣削切削参数的非线性优化,研究了铣削参数优化求解问题。【方法】以最大生产率为目标建立了铣削切削参数优化数学模型,将试验优化设计中均匀设计的思路引入优化过程,根据均匀设计原理,在优化模型的设计变量空间内均匀分布一系列点,然后将可行域内的上述系列布点作为优化计算的系列初始点,并运用MATLAB工具箱函数分别开始进行优化计算。【结果】提出了一种基于均匀设计变量的铣削用量优化方法,得到了优化模型的一系列局部最优点,比较所有局部最优点的最优值,即认为在一定程度上获得了该优化问题的全局最优解。实例计算表明,单工序切削时间减少了5.72s,表明该方法对铣削用量的优化是可行的。【结论】采用均匀布点的铣削用量优化求解方法可求取非线性多峰值函数的全局最优解。     

GAMS在灌区水资源优化分配中的应用

水资源的短缺是全球性问题,水资源优化分配是重要的农业节水措施,是目前农业节水研究的重大课题之一。当水资源优化分配中未知量较多时,传统的手工计算方法已不能满足需要,必须用计算机模型来计算。GAMS是国外应用较广的计算机语言,能通过很简单的计算程序迅速求解线性规划、非线性规划、整数规划问题。通过GAMS语言,建立了简单的灌区水资源分配模型,求解了不同水库泄水条件下的各用户最优水量分配方式。     

西部工业城市二氧化硫总量分配方案合理性研究

[目的]分析西部工业城市二氧化硫(SO_2)排放总量分配方案的合理性。[方法]采用定量化的基尼系数理论,结合城区19个SO_2主要污染源分布及其排放情况对原有总量分配方案进行分析和调整。通过大气环境影响预测软件对总量分配方案调整前后城区地面SO_2浓度贡献进行预测。[结果]调整后城区SO_2地面贡献浓度降低。[结论]基尼系数理论用于评价和优化SO_2总量分配方案是可行的。     

大学校园生态足迹研究--以池州学院为例

[目的]评估校园资源消耗的生态足迹和生态效率。[方法]基于生态足迹成分法的思想,以池州学院校区为例,构建校园生态足迹模型,评估了池州学院资源消耗的生态足迹和生态效率。[结果]2015年池州学院校区的生态足迹总量为8 301.238 6 hm~2,池州学院的生态效率为1.732 6人/hm~2。[结论]池州学院符合绿色大学的定义,说明该校可持续发展状态较好。     

水资源管理制度改革的层次分析研究

[目的]对河北省水资源管理制度改革进行理论探讨,为改革水资源管理制度提供理论基础和相应的分析方法。[方法]在对河北省水资源管理现状分析的基础上,利用层次分析模型,对河北省水资源管理制度改革进行了层次分析。[结果]通过探讨和分析,得出对改革河北省水资源管理制度影响最大的几个因素依次为：首先是水资源管理经济制度,其次是水资源社会管理制度,再次是水资源行政管理制度。[结论]按照影响因素优先程度排序,逐步推进河北省水资源管理制度改革。     

基于像元尺度的移民区资源承载力评价模型及应用--以宁夏红寺堡区为例

[目的]利用GIS技术从社会经济发达度和可利用资源两方面构建基于像元尺度的资源承载力综合评价模型。[方法]监测局部区域的资源承载力状况并分析空间变化趋势,以红寺堡区为例研究其资源承载力状况。[结果]红寺堡区资源承载力存在明显的区域差异,中部地区承载力较高,南部地区承载力较低,符合红寺堡区资源开发与利用现实状况。[结论]基于像元尺度的资源承载力评估模型能够将评价单元细化到像元尺度,有利于弥补传统评价方法无法反映区域内部异质性的不足。     

云南磨盘山国家森林公园生态旅游资源质量评价研究

[目的]了解磨盘山国家森林公园生态旅游资源的质量状况。[方法]利用《GB/T18005-1999中国森林公园风景资源质量等级评定》中的评价方法,通过生态旅游资源质量评价、区域环境质量评价、旅游开发条件评价和综合资源质量等级评价对云南磨盘山国家森林公园的生物资源、水文资源、地文资源、天象资源和人文资源进行评定研究,进而了解磨盘山国家森林公园生态旅游资源的质量状况。[结果]磨盘山国家森林公园生态旅游资源质量等级评定的总得分为44.42分,达到《GB/T18005-1999中国森林公园风景资源质量等级评定》中规定的一级标准。[结论]磨盘山国家森林公园的生态旅游资源具有很高的资源价值和旅游价值。     

公共图书馆纸本资源与数字资源协调发展研究

公共图书馆的文献资源包括纸本资源与数字资源，两种资源的合理配置有利于图书馆的可持续发展。运用运筹学中的线性规划知识，探讨了如何对图书馆这两种资源进行合理配置，为图书馆文献资源配置提供了一种科学的定量化依据．     

沈阳辉山农业高新技术开发区水资源承载力分析

在探讨水资源承载力内涵的基础上,分析了辽宁省沈阳市辉山农业高新技术开发区水资源人口承载力与水资源经济承载力。根据可持续发展理论,建立了该开发区水资源适度承载力数学模型,并利用研究区资料对模型进行了验证,提出了该开发区水资源适度人口载量和经济载量。     

社会经济-水安全SD预警模型的构建

水安全问题关系到社会经济的可持续稳定发展。从社会经济系统、水资源与水环境系统以及二者的相互联系的定量研究入手,建立系统动力学(SD)预警模型,并通过其变量分析该系统内部的耦合关系,利用计算机,提供信号预警,为检验现行社会经济发展目标、策略以及中长期社会经济发展计划提供定量分析手段。模型仿真结果表明,所建的SD预警模型可在实践中应用或检验。     

基于熵权系数法的松原市灌溉水资源优化调配研究

针对松原市的灌溉水资源不足以及灌溉利用率不高的问题,综合考虑农业可持续发展的经济效益、社会需要和生态效益要求,基于熵权系数法的基本原理,构建了多准则的灌溉水资源优化调配的模型,确定了研究区农业种植最优模式以及相应的合理灌溉用水量。模型结果表明,该区玉米、大豆、水稻3种作物的最优种植面积分别为46.81万、1.60万、6.25万hm2,相应合理的灌溉水量分别为2.0亿、240.0万、4.1亿m3。     

大石桥市水资源优化配置研究

水资源优化配置是水资源可持续利用的核心,是解决地区水资源短缺、提高水资源利用效率的重要途径之一。在分析大石桥市水资源开发利用现状的基础上,利用动态平衡分析法对2005年、2010年、2020年3个不同水平年进行了水资源优化配置和供需平衡计算,得出了确保大石桥市水资源可持续利用的最优方案。     

我国干旱地区区域间虚拟水贸易策略研究

[目的]对我国干旱地区区域间虚拟水贸易策略进行研究。[方法]以与水资源关系最为密切的粮食生产为例,运用机会成本和比较优势理论,将水资源纳入经济增长、粮食安全、提高人民福利等一系列国家宏观目标下构建模型,对虚拟水贸易策略的有效性分析验证,并提出我国干旱区域实行虚拟水贸易的相关建议。[结果]水资源短缺的地区可通过实施虚拟水战略生产需水量较低的产品,并与水资源丰富地区交换水资源密集型产品而获益,但前提是水资源丰富地区水资源密集型产品的生产技术较缺水地区更高,这样该地区才有足够的驱动力参与到水资源短缺地区的虚拟水战略中,从而通过贸易的方式提高彼此收益,缓解水资源短缺地区的水资源短缺以及生态破坏等问题,促进其经济协调发展。[结论]该研究为解决我国干旱地区的水资源短缺问题提供了科学依据。