犁体曲面轮廓线的有理设计方法及应用

近年来,犁体曲面的设计正在由经验设计向以数学解析法来描述和设计的方向发展,将农业技术要求与犁体曲面的参数在设计中有机地联系起来,无疑已成为今后犁体曲面设计的发展方向。本文以计算机为手段,对犁体曲面轮廓线的形成原理及方法进行研究与探讨,将农业技术对耕作质量的要求与设计参数联系起来,建立了不同农艺要求、不同犁体曲面数学模型、不同设计参数与其应具有的轮廓线之间的定量关系。     

灌溉渠道轮灌配水优化模型与遗传算法求解

灌溉过程中的渠系配水实质上是配水渠道流量的时空分配问题。传统的人工调度难以做到统筹优化,且易导致大量的渠道弃水。因此,渠道优化配水技术是灌区现代化管理的重要内容之一,对于提高灌区灌溉管理技术水平和实施农业高效节水有着重要的意义。该文改进了“定流量,变历时”渠道运行方式的轮灌配水优化模型,应用遗传算法进行了配水渠道流量优化的0—1整数规划模型求解。遗传算法采用了锦标赛选择,算术交叉和交换变异算子,应用Matlab6.0编制了相应的求解程序,求解结果表明,该结果优于常规方法求解结果,说明该算法设计是可行的。     

基于遗传算法求解的冬小麦优化灌溉产量模型研究

为了在有限灌溉水量条件下研究作物最大产量与不同生育阶段水量分配的关系,该文以静态的作物水分生产函数Jensen模型为基础,建立基于产量最大的有限灌水量优化灌溉模型,并应用最优保存策略遗传算法对建立的多约束非线性模型进行求解。结果显示遗传算法能在不同的灌溉情况下,搜索到模型的最优解,并且能对有限的灌水量在作物不同生育期进行优化分配。     

基于多智能体遗传算法的土地利用优化配置

土地利用优化配置是促进土地资源可持续利用的必要手段,然而现有模型在解决土地利用优化配置问题时存在一定缺陷。该文将多智能体系统的建模框架与遗传算法的计算框架有机结合,设计了土地利用规划多智能体决策框架,将多智能体在空间决策行为与遗传进化算子相结合,构建基于多智能体遗传算法的土地利用优化配置模型,促进土地利用数量结构与空间布局向可持续方向发展。该文选取武汉市蔡甸区开展了实例应用研究,试验结果表明:模型能够合理地对区域土地利用数量结构与空间布局进行配置,协调不同土地利用决策主体的需求,明显提高了区域土地利用经济、社会和生态效益,促进区域土地资源可持续利用。     

基于最优保留策略遗传算法的玉米小麦优化灌溉模型研究

在综合考虑灌溉水量、作物水分需求、作物种植结构、水分生产函数、降雨量、土壤水分平衡、缺水敏感指数、粮食市场价格、农田灌溉用水价格、最低产量需求和灌溉成本等因素的基础上,建立了适合中国国情的基于灌水收益最大的多作物多约束非线性优化灌溉模型,同时应用遗传算法的搜寻功能,对模型的实数编码解空间进行搜索。求解结果显示该模型很好地解决了玉米和小麦联合种植的优化灌溉问题,遗传算法在求解该模型中显示出了较好的搜寻能力,能在很短时间内搜寻到模型的最优解。     

采用响应曲面法对采后红富士苹果热处理条件的优化

采用响应曲面法研究了在不同时间-温度的热空气处理对果实品质的影响。对红富士苹果进行不同时间-温度的热空气处理,处理后的果实置于(0±0.5)℃条件冷藏4个月,然后置于20℃条件下7 d(模拟货架期),对货架结束时果实底色a^*值、硬度和固酸比进行测定。采用响应曲面法建立了苹果底色a^*值、硬度和固酸比的二次多项数学模型,并验证了模型的有效性,考察了处理温度和处理时间对果实品质各指标的影响,得出优化热处理温度为36.3℃,处理时间82.5 h。     

基于遗传算法的土壤墒情传感器优化布局策略

针对用于节水灌溉的土壤墒情传感器布局问题,该文提出一种结合了基于全局优化遗传算法和改进的加权圆集布局理论的人机交互优化布局策略。该策略综合考虑了传感器覆盖精度、重叠限制等约束条件。通过在人机交互中引入专家知识和在遗传算法中采用十进制编码,策略易于与其它算法和附加参数协作以进行升级或移植于其它的应用场合。在给定传感器成本的仿真实验中,该文算法比四边形方案节约成本17.5%,比六边形方案节约成本34.0%。     

滴灌梯形迷宫滴头流道水力性能的响应曲面法优化

滴灌滴头水力性能优化是滴灌技术不断发展的需要。采用响应曲面法研究了梯形迷宫滴头流道的流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数等5个关键参数对滴头水力性能（流态指数和流量系数）的影响与最佳水平。试验结果表明,所测试梯形迷宫滴头最优流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数分别为1.55 mm、2.33 mm、1.55 mm、46.32°和20,优化后滴头的流态指数为0.4993、流量系数为0.4441,较优化前流态指数提高了5.624%,滴头水力性能得到了改善。     

基于多目标遗传算法的西宁市水资源优化配置研究

对基于多目标遗传算法的水资源优化配置模型进行研究,可为城市水资源可持续利用和规划管理提供一定的参考依据。根据西宁市的水资源实际情况,建立水资源优化配置模型,并利用多目标遗传算法对该区域水资源进行了优化配置。结果表明,在各水平年不同保证率条件下,西宁市水资源经优化配置后的总供水量有所减少,各个水源的供水量亦有不同程度的减少,其中地表水和地下水减少的供水量较为明显。研究结果表明,多目标遗传算法在水资源优化配置中的应用效果较好,优化结果合理可靠。     

基于曲面耕作半径与MaxENT模型的哈尼梯田区聚落格局优化

乡村聚落格局优化是土地整理的一项重要工作,对缓解区域人地矛盾,解决 "三农"问题,实现区域可持续发展具有重要意义。该文以红河哈尼梯田世界文化遗产所在地元阳县为研究区,采用曲面距离法计算耕作半径,以景观连接度和缓冲区法计算耕地重叠区（耕作强度）,再结合耕作通勤时间计算得到哈尼梯田区的适宜耕作半径。然后依据遗产保护要求与适宜耕作半径识别出聚落格局整理区,引入生态模型MaxENT,以气候、地质地貌及社会经济等4大类的11个因子为数据源模拟得到新增聚落的空间位置,提出聚落格局优化建议。结果表明：1）基于曲面距离和耕作重叠计算得到的全县最适宜耕作半径为1 041 m。2）依据遗产保护和适宜耕作半径分析识别出需要进行聚落格局优化的区域为遗产核心区的新街镇、小新街乡,其余地区为聚落低密度区。3）通过MaxENT模型分析影响聚落分布的因子表明,遗产区为气候因子即降水和气温、小新街乡为气温和旅游中心距离,聚落低密度区则为海拔和岩性。4）MaxENT模型模拟的新增聚落空间位置及格局优化表明,遗产区内潜在适宜聚落区面积为18.42 km2,其中核心区内聚落根据遗产保护条例整体保留,新增人口可外迁至缓冲区（沙拉托乡）内的潜在适宜区;小新街乡内潜在适宜聚落用地面积为9.26 km2,区内聚落就近迁入潜在适宜区;其余聚落低密度区内的潜在适宜居住面积为92.26 km2,在潜在适宜区内选址聚集为2～3个聚落群。该文研究结果可为哈尼梯田基本农田改造、撤村并点、遗产保护规划、聚落空间结构调整提供科学参考。     

基于改进多父辈遗传算法的农机调度优化方法

农机装备跨区作业存在作业任务重、转移范围大、作业时效性强等问题,传统的农机调度缺乏科学合理的调配方案.该研究开展了基于改进遗传算法的多机协同作业任务调度方法研究.首先对多块农田需连续进行多种生产任务的问题进行分析,建立在农机数量、转移距离、作业准备时间及作业时间等约束条件下的时间窗农机作业调度模型;然后以最小化作业时间...     

基于改进双链量子遗传算法的投影寻踪调亏灌溉综合评价

针对调亏灌溉方案优选过程中存在单项指标的灌溉优劣评估结果单一和难以客观评价灌溉综合效益等问题,该文提出了基于双链量子遗传算法的投影寻踪综合评价模型。该模型利用双链量子遗传算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时通过矢量距浓度筛选进入搜索空间的量子染色体,以及在进化过程中逐步优化、压缩搜索空间对双链量子遗传算法进行改进。将改进双链量子遗传算法的投影寻踪模型对玉米各调亏灌溉方案进行综合评价,评价结果表明苗期水分亏缺程度为田间持水量50%～60%的处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理分别提高了6.4%、10.8%。改进后的模型全局搜索能力与优化效率得到了显著提高。     

基于改进型遗传算法的农电网无功优化规划研究

以全年农电网网损和无功补偿设备投资之和最小为目标函数,建立了基波潮流、谐波电流和无功优化规划的数学模型。根据农电网节点多、计算量大的特点,建立了灵敏度矩阵,并采用一种改进型遗传算法,即遗传算法寻优与灵敏度信息指导相结合的方法,来求解上述模型。求解结果表明,采用该方法可在线观测某农网基波潮流、谐波分量和无功补偿等状况,农电网优化后比优化前电流谐波总畸变率平均下降了1.13%,3、5、7次谐波放大水平约降低了1%,年投资费用约节省了9%,因此改进型遗传算法在求解该模型中具有良好的搜寻能力和较高的经济价值。     

冬小麦生长条件下改进遗传算法在根系水盐运移模型中的应用研究

应用改进遗传算法,优化人工神经网络模型的权值,对盐分存在下的冬小麦根系分布进行定量预报,将获得的根系分布参数与根系吸水模型以及水盐运移模型相结合,进行了水分、盐分分布的数值模拟。结果表明,应用改进遗传算法可以为根系吸水模型提供所需的根系参数,并且可以较好地对土壤中水分、盐分的运移分布情况进行模拟;该方法建模简单、实用,模型对于土壤次生盐渍化的防治与微咸水的灌溉利用等具有参考价值。     

基于记忆梯度混合遗传算法的灌区水资源优化配置

针对灌区水资源优化配置模型中目标函数高度非线性的特点,该文提出基于记忆梯度混合遗传算法用于灌区水资源优化配置,并提出了有条件的随机生成的初始种群生成方式来处理线性约束条件的策略。实例研究表明算法用于灌区水资源优化配置比基本遗传算法计算精度有了明显提高。     

遗传算法在农村电网检修计划优化中的应用

设备检修是电网系统运行中一项十分重要的内容，科学、合理的检修计划有利于提高电力系统运行的可靠性，能够提高企业的现代化管理水平和效益。论文结合辽宁省辽阳农电网情的实际特点，全面考虑了制定农网检修计划的影响因素，抽象得出适合配电网检修计划优化的数学模型，并通过对实际问题的分析针对遗传算法的不足相应地提出了改进措施，利用MATLAB语言强大的运算功能，结合VB可视化设计语言编制了农网预安排停电管理系统软件，应用该软件对辽阳农网的检修计划进行了优化，结果表明，优化的检修计划有效地避免了重复作业，大大减少了停电次数和停电电量。     

基于改进遗传算法的温湿度模糊神经网络控制器

为了创造适合作物生长的环境,针对温室系统的特点,该文提出了一种基于改进遗传算法的模糊神经网络控制器,利用改进遗传算法训练模糊神经网络模型,采用此模糊神经网络控制器控制温室系统,由数值实验可以看到采用此控制器的温室系统具有响应速度快、过程平稳、编程简单的特点.     

粒子群算法在农业工程优化设计中的应用

运用改进型粒子群算法对农村的两个应用实例，农村泵房钢结构数学模型和农村电站无功补偿优化数学模型进行了优化计算，采用MATLAB语言编制了泵房钢结构优化、配电网络无功补偿的计算机仿真程序。通过两个实例的计算机仿真，优化后的泵房钢结构质量比原设计减少了27.37%；有效地搜寻到电站无功补偿费用最低的优化补偿点，结果符合实际应用情况，表明粒子群算法应用于农业工程优化设计计算切实可行，为复杂的农业工程优化设计问题提供了新的思路和方法。