基于免疫粒子群的最小连通支配集求解算法

为解决复杂网络最小连通支配集(MCDS)求解算法复杂度高、速度慢及解的精确度差等问题,采用一种免疫粒子群优化(IPSO)算法进行求解.该算法将连通支配集的支配规则转化为基于邻接矩阵的并集约束,并结合图连通分支约束设计优化目标,采用二进制粒子群算法对MCDS进行求解.在求解过程中引入免疫机制,依据网络关键节点与支配节点之间的重叠关系,设置抗原因子,指导粒子群搜索方向、加快算法收敛速度.在随机网络上的仿真实验表明:相较于传统算法,所提算法能够找出网络的MCDS,并且在保证解精度的前提下提高了求解速度.     

双时间尺度电-气耦合网络动态潮流计算

为了解决综合能源系统导在时间尺度上存在显著差异,以及网络潮流计算计算时间长和难度大的问题.通过kiuchi隐式方法,建立电-气网络的动态模型,求解天然气管道的动态潮流方程;并基于奇异摄动理论建立了燃气轮机的摄动模型,提出了一种多时间尺度特性的动态潮流算法.最后,对IEEE-9节点电力系统和3节点的天然气网络的耦合多能系统中进行仿真验证.结果表明:通过使用多时间尺度计算方法可以有效减少计算时间,并且燃气轮机入口流量变化会影响天然气网络潮流分布.     

基于瞬变流和故障检测的管线泄漏监测试验分析

根据动态系统分布参数模型的故障检测与诊断技术思想,结合管道流动的水力瞬变模型与适用于时变非线性系统的故障检测滤波器——扩展卡尔曼滤波算法,探讨了海底管道泄漏监测与定位技术.增广的状态向量包含管段各点的压力、流量和泄漏尺寸,进出口压力和流量4个参数组合成系统输入和输出向量,以卡尔曼增益阵修正由特征线结合差分法求解瞬变流离散方程得到的状态预测值,从而利用"新息"得出更准确的状态估计.在泄漏发生伊始即探测出异常,并给出泄漏发生时刻.基于压力梯度线性的假设计算泄漏位置,对一段试验水管的进出口压力流量测量序列进行上述分析,得出了与实际相当吻合的结果,初步验证了方法的有效性.     

套管换热器近分相流动态分布参数模型的改进算法

近分相流动态分布参数模型是套管换热器仿真动态的主要模型,但目前求解方法的稳定性与初始压力估计值密切相关,一旦初始压力估计不当,计算就会发散.对于现有算法导致计算不稳定的原因进行了分析,提出了一种改进算法.新算法基于质量引导,在求解相变流体的质量流量分布之前通过质量对压力进行迭代,以确定合适的压力迭代初值,增强了算法的稳定性,扩展了算法的适用范围.新算法的计算速度与现有算法相当.     

运用虚拟仪器实现输油管道泄漏监测和定位

为了有效地检测输油管道泄漏并准确定位,运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警.系统集成了传感器技术、无线通信技术和虚拟仪器技术.系统在对小压力、小流量和温度波动较大的高凝稠输油管道的泄漏监测方面有所突破.利用数据库结构,再现泄漏记录,回放历史数据并具有对历史数据进行统计、查询和打印等功能.采用无线通讯网络传递现场工作站的数据,并实现局域网内对管道的监测.     

基于特征线法的输气管道泄漏瞬态仿真与分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,计算得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化规律,并通过模型法实时计算泄漏位置。结果表明:未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。     

基于模糊神经网络的长输管道输油泵系统建模

长输管道输油泵系统是一个时变非线性复杂系统,对输油泵系统的流量、入口压力和出口压力的自动调节是输油泵系统安全、高效运行的重要保证.设计输油泵系统的控制器时,首先必须对系统的特性进行详细的分析,这样才能根据系统的特点设计出适用的控制器,因此建立系统的动态模型非常重要.提出了将模糊神经网络应用于长输管道输油泵系统建模,并通过仿真实例验证了算法具有良好的效果.     

一种矩量法前处理的快速算法

提出了一种计算三角形面元公共边信息的快速算法,用于矩量法求解面积分方程的前处理.该算法利用图论中邻接矩阵和关联矩阵概念,使计算公共边信息的计算复杂度降为O(N).数值模拟验证了分析的正确性,该算法尤其适用于矩量法分析大型电磁问题的前处理过程.     

谱投影法模拟圆柱形化工管道内流动

为了开发高精度和高效数值方法求解圆形化工管道内的流动问题，采用谱投影算法求解Navier-Stokes方程。谱投影算法是将非稳态Navie〉Stokes方程的时间离散过程采用具有二阶精度的投影方法，并采用配置点谱方法求解投影方法解耦后的方程。配置点谱方法不仅具有高精度并且容易克服圆柱坐标系的奇点问题。采用文献中具有精确解的算例进行了验证计算，就初始条件和节点数对计算精度的影响进行了分析和比较。结果表明谱投影方法在求解圆柱管道内的流动具有高的精度和效率。     

基于动态摩阻的大落差输油管道 不稳定流动模拟

大落差输油管道高程起伏大,压力波动大,易由停泵、关阀等工况引发不稳定流动,导致管道局部压力降低和油品气化,引发弥合水击等现象。为准确预测大落差管道不稳定中流动压力、流量的变化,基于连续性方程、动量方程和能量方程,建立了大落差管道不稳定流动分析模型;结合Brunone-Vitkovsky动态摩阻模型,描述不稳定流动过程中的液体惯性加速带来的附加摩阻损失;采用特征线法和有限差分法求解模型。以某大落差管道中间泵站停泵工况为例,分析基于稳态摩阻与动态摩阻仿真的管道不稳定流动特征。结果表明：在稳定流动工况下,基于稳态摩阻和动态摩阻计算的管道压力、流量参数是一致的,但是在不稳定流动条件下基于动态摩阻计算的压力、流量比稳态摩阻模型值偏低。因此,基于动态模拟方法分析大落差输油管道的不稳定流动,对于提高管道压力、流量等工艺参数的预测精度,制定更加有效的不稳定流动安全防护措施具有重要意义。     

网络优化算法的实现与比较

以实际“物流决策支持系统”项目为背景,讨论了网络的邻接矩阵、关联矩阵、邻接表、弧表、星型表示法等计算机存储表示在处理实际问题时的优缺点,选用邻接矩阵、邻接表表示法设计实现了最短路算法和最大流算法,通过分析、测试Ford-Fulkerson算法、最大容量增广路算法、Dinic算法、最高标号预流推进算法等,给出了各算法的不同实现方法对实际问题的适应性及在运行效率上的差别。     

基于相似性模块度最大约束标记传播的网络社团发现算法

提出一种基于相似性模块度最大约束标记传播的快速网络社团发现算法(MLPA)。该方法采用结构相似度计算, 通过最大约束标记传播模型更新节点标记, 使社团的划分结果更加符合社团内部结构相对紧密、 社团之间结构相对稀疏的特点, 提高社团划分的精确度。结合标记传播5次循环迭代可以完成95%或者更多节点标记过程的实验结果, 判定标记更新过程趋于稳定, 从而在稳定时停止更新, 降低了运行时间。MLPA避免了传统的邻接矩阵计算方法, 适合大规模网络的社团发现。     

基于FTU的馈线故障定位矩阵算法研究

为提高馈线自动化故障定位的准确性和时效性,总结了目前馈线自动化故障定位的几种应用模式,并分析了常用的故障定位矩阵算法的基本思想,在此基础上,依靠FTU(馈线终端单元)智能设备,提出了一种新的馈线故障定位矩阵算法,该算法采用有向边邻接矩阵来描述网络结构信息,通过多个矩阵的运算处理,可实现单电源树状网络、多电源开环运行网络以及馈线末端的故障准确定位。为验证算法的正确性,以一个多电源并列运行的复杂网络为例,在vs2008环境下采用C 语言编写了该定位算法程序,程序测试结果表明,该算法设计的正确、合理,能够实现馈线区段故障的准确定位。     

用遗传算法模拟复杂最优网络的自然涌现过程

为了模拟复杂最优网络从树演化到完备图的整个过程，解决现有邻接节点编码方法只适用于低密度网络，而传统的交叉变异方法又有大量不可行解的问题，提出了基于三角阵的变长基因编码方法和段间交叉、段内变异平衡的交叉变异方法．该编码方法只记录对称邻接矩阵中三角阵的信息，反映了无向网络的所有可能变化，因而编码串长度适中，网络边数不需限制，可以模拟网络从树到完备图的整个演化过程．段间交叉只交换节点一级近邻的连接方式，段内变异平衡对边进行重绕，这既符合遗传算法的要求，又保证了网络的连通性．模拟结果表明，与邻接节点编码和传统交叉变异方法相比，所提方法适用范围更广，收敛速度较快．     

切换网络下加速分布式在线加权对偶平均算法

研究了切换网络下加速分布式在线加权对偶平均算法,提出了A-DOWDA算法。首先利用加权因子对对偶变量进行加权,其次在有向切换网络是周期强连通,且对应的邻接矩阵是随机的而非双随机的条件下,加速了算法的收敛速率,最后通过数值实验验证了算法的可行性。     

网络最大流模型算法及其实现

针对网络最大流的计算问题,提出了一种网络最大流计算模型的实现方法,具体作法是灵活运用栈和结构数组以实现算法功能．首先创建邻接表,其结构包含边的方向、容量、流量等信息.然后根据邻接表采用标号法寻找增广链,在寻找过程中采用深度优先遍历和广度优先遍历的方法把点存入栈中,并用一数组保存所经过的路径．直至找出最大流及各边的流量.     

邻接矩阵求带权图中最短通路

通过对带权邻接矩阵定义一种运算,计算n阶简单带权图中任意两点之间步长为1,2,…,n -1的最短通路长度,逐步比较,确定通路所过各边权值之和最小的即最短路径。在计算的过程中用矩阵记下最短路径所经过的所有结点,最后验证了其在无向和有向简单带权图中的有效性。     

基于邻接矩阵的网络流量检测点选取算法研究

为对网络流量进行有效检测,考虑网络节点的流守恒,把网络流量检测点选取问题抽象为无向图的弱顶点覆盖问题.基于图论中邻接矩阵的概念,在满足对任意顶点度数大于2的假设条件下,提出一个求解弱顶点覆盖问题的近似算法.通过将求解弱顶点覆盖集中点与边的关系转化为点与点的关系,降低了矩阵计算复杂度.仿真实验表明,与现有算法相比,新算法能够选取出更小的弱顶点覆盖集,部署更少的网络流量检测点,减轻了由网络流量数据收集造成的额外负担.     

环状给水管网拓扑关系的自动搜索

文章研究环状给水管网拓扑关系的自动生成,减少数据输入量,方便给水管网的水力计算。利用Au-toCAD下的Visual LISP开发语言编制程序,实现对给水管网节点和管段的自动编号,进而自动生成邻接矩阵;在此基础上,结合图论的有关知识完成基环的自动搜索,同时能识别基环的公共管段;通过数据转化,利用邻接矩阵生成管网基本关系矩阵。     

配电系统可靠性及静态安全性评估中的潮流计算

为了提高配电网可靠性评估结果的精确度 ,需要在网络连通性分析基础上进行潮流计算。论文阐述了一种应用于辐射状配电网可靠性评估的潮流计算方法 ,其雅可比矩阵具有 UDUT 的形式 ,其中 U是仅由系统拓扑结构确定的定上三角矩阵 ,D是一个块对角矩阵。针对配电网的特点 ,应用直流潮流模型 ,将配电网馈电线用等值电抗表示 ,用前代回代进行求解的方法 ,能够获得较快的计算速度。通过实际系统的算例 ,证明了这种算法的优点。