不确定性系统下经济开发区环境规划方法与应用研究（I）

以经济开发区经济规划的动态性、不确定性和多目标性为出发点，提出用不确定性多目标混合整数规划（ＩＭＯＭＩＰ）模型解决经济开发区的环境规划问题，并发展了一种基于目标偏离容忍水平（ＯＤＴＬ）的交互式算法，从而在模型求解过程和结果中直接反映系统的不确定性，并能有效地协调不具有明显相关性的目标。     

旅游城市的不确定性多目标环境规划优化模型框架研究

简要分析了旅游城市环境规划的特点,针对性地提出了一套不确定性模糊多目标旅游环境系统规划优化方法,这是首次将不确定性多目标规划方法应用于以旅游业发展为重点的城市环境规划领域。并相应地建立了旅游城市环境不确定性模糊多目标系统规划优化模型（ＩＦＭＯＰＯＭＴＵＥ）,既把各种环境要素和经济要素有机地整合入模型中,又充分考虑了旅游城市环境发展的不确定性,通过人机交互式方法,将专家和决策者的意见落实在模型参数上     

不确定性多目标规划方法现状

不确定性是环境、经济等复杂系统的主要特征之一,不确定性信息的处理是决策分析中所普遍关注的问题。如何反映、处理和分析系统的不确定性信息,是环境规划中面临的难题。不确定性多目标规划方法是解决这一难题的有效手段。本章在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,对有关不确定性多目标规划方法方面的研究作了概述。     

新疆和墨洛地区不确定性多目标经济-生态环境规划研究

在西部大开发的过程中,由于生态环境脆弱,协调经济发展和环境保护尤为重要。本在系统分析和墨洛地区经济-生态环境系统特征的基础上,提出用不确定性多目标规划(IMOP)模型来解决以水资源为核心的经济-生态环境规划问题,建立了干旱地区经济与生态环境系统不确定性多目标规划模型(IMOPMEES)。在模型建立、求解和解析过程,引入交互式调整和情景分析的方法,最终形成科学合理的规划方案,为决策提供决策依据。     

基于光能利用率集成模型的GPP估算不确定性研究

为探究全球及区域尺度总初级生产力(GPP)及其模型模拟的不确定性来源,基于广泛使用的光能利用率模型的算法结构,搭建多算法集成模型,结合气象再分析数据和卫星遥感数据,模拟全球及区域尺度总初级生产力,并使用方差分析方法对模拟结果的不确定性来源进行量化研究.结果表明:1)集成模型与基于通量观测升尺度(FLUXCOM)的GPP...     

油气悬架的不确定性多目标优化

为改善某393t矿用自卸车的平顺性能,需要优化油气悬架的非线性刚度阻尼特性,建立了更符合工程实际情况的7自由度整车模型.考虑矿用车运输过程中整车质量与质心位置的不确定性,选取对目标函数影响较大的悬架刚度和阻尼系数作为设计变量,选取整车质心加速度和车身侧倾角、车身俯仰角以及悬架的动扰度和车轮的动载荷作为目标函数,利用基于薄板样条插值的高维模型(TPS-HDMR)构建设计变量与目标函数之间的近似模型.采用基于Pareto概念的多目标优化遗传算法进行优化,得到了最优Pareto解集.仿真结果表明:多目标优化可以同时改善11个目标的性能,提高汽车的平顺性.     

考虑不确定性的风光燃蓄多目标随机调度优化模型

为支撑以风光为代表的高比例可再生能源发电并网,集成风电场(Wind Power Plant,WPP)、光伏发电站(Photovoltaic power station,PV)、燃气轮机(Convention Gas Turbine,CGT)和抽水蓄能电站(Pumped Storage Power Station,PHSP)为多电源系统(Multi-power Hybrid System,MPHS),建立了基于鲁棒随机优化理论的风光燃储随机调度优化模型.首先,介绍了多电源系统的基本构成,建立了多电源出力模型;然后,以系统运行经济效益最大化和输出功率波动最小化作为优化目标,确立多电源系统调度运行多目标模型.同时,为克服不确定性给系统带来的影响,提出了基于预测功率的风光不确定性刻画方法,转换含不确定性变量的约束条件为可反映决策者风险态度的约束条件,建立MPHS随机调度优化模型;最后,选取装机容量为9.6 MW风电场,6.5 MW光伏发电机组和3台CGT机组以及和1座上水库等效容量为10 MW·h构造仿真系统.算例结果表明:1)MPHS系统能充分利用不同能源发电互补特性,实现系统整体运行结果最优;2)PHSP能优化调整自身运行行为,为风光并网提供更大的容量空间;3)鲁棒系数的引入能能为不同风险偏好型决策者提供调度决策工具,在追逐经济效益最大户的同时最小化运行风险水平.     

不确定性优化方法在船型优化设计中的应用

为了使非高精度的近似模型在船型优化中发挥最大效用,引入不确定性优化方法,采用区间数描述反向传播(BP)神经网络构建的兴波阻力系数近似模型的不确定性,基于主尺度与船型系数联合组成的设计空间构建了最小总阻力的优化模型.采用双层嵌套优化体系,外层采用加入学习因子改进策略的粒子群算法对引入罚函数的总阻力目标函数进行优化,内层采用改进的快速模拟退火算法针对近似模型的不确定域求解目标函数区间.算例表明了不确定性优化体系的优越性与两种优化算法的适用性.     

分析TRMM卫星降水在径流模拟中的输入不确定性

具有较高时空分辨率的卫星降水估计（satellite precipitation estimate,SPE）越来越多地被应用于水文模拟。但是由于包含误差,SPE在水文应用中会带来输入不确定性,相关问题尚未研究清楚。本研究旨在量化两种降水输入:卫星降水产品(热带降水观测任务 tropical rainfall measurement mission,TRMM)和相应的站点降水,分别驱动两个水文模型（集总式Ge′nie rural (GR)模型和分布式coupled routing and excess storage (CREST)模型,进行降雨-径流过程模拟时的多源不确定性。使用方差分解法对多源不确定性组分进行划分。为验证所提框架的有效性,选择赣江流域外洲水文站的径流进行模拟。结果表明:卫星降水和站点降水驱动下CREST模拟所得总不确定性,均低于对应情况下GR模拟所得结果;且在两种降水产品和两个水文模型结合的四种情景中,卫星降水驱动CREST模型模拟所得输入不确定性最低。上述结果表明,分布式CREST模型比集总式GR模型能更好地利用TRMM卫星降水的空间分布信息。      

多粒度邻域粗糙模糊集及其不确定性度量

邻域粗糙集是经典粗糙集的一个扩展模型,研究其不确定性度量模型具有重要意义。在邻域粗糙集理论中,当前不确定性度量方面的研究工作主要专注于度量知识空间的粒度大小或边界域尺寸。在邻域系统中,对于目标概念为模糊时的情形,其不确定性不仅来自于邻域粒的边界域,还来自于正域和负域,当前的不确定性度量方法较少考虑这种情形。为此,构建了邻域粗糙模糊集模型,从粒计算的角度出发,进一步提出了多粒度邻域粗糙模糊集模型;针对多粒度邻域粗糙模糊集具有乐观性与悲观性的特点,借鉴Vague集中支持度和反对度的思想,设计了基于模糊度的多粒度模糊熵的不确定性度量方法,不仅符合人类的认知习惯,而且可以有效刻画整个邻域知识空间的结构信息。     

生态城市指标体系的不确定性研究

社会转型期中国城市中长期规划性质发生的根本变化,使生态城市指标体系面临种种不确定性因素的挑战．近年来国内外生态城市指标体系的相关研究在不断增加,但多半集中在城市确定性目标上,对不确定性因素考虑较少．本文分析了生态城市指标体系的不确定性特征,以及在制定过程的不同阶段,例如确定指标种类、域值以及贡献率量化等过程中可能遇到的不确定性,结合目前国内城市的现实情况,提出基于不确定性的生态城市指标体系的建构原则,特别是“弹性”原则,它包括“弹性范围”以及“时空性”两个特征．以长沙生态城市建设规划为例,采用层次分析法(AHP)等,选择操作性强、可量化的“弹性”要素构建该市生态城市指标体系．     

考虑源网荷不确定性的电力系统概率暂态稳定预防控制

波动性新能源的高比例接入为电力系统运行引入了随机性,对系统安全稳定运行造成影响。为提高系统安全稳定运行水平,本文计及了风电功率多点随机耦合注入为代表的源不确定性、节点负荷不确定性,以及故障类型、故障位置和切除时间为代表的网不确定性,提出了考虑源网荷不确定性的电力系统概率暂态稳定预防控制模型(PC-PTS),以及基于粒子群方法(PSO)和2m+1点估计 (PE)的PSO-PE综合求解方法。最后通过多点耦合注入风电功率的New England 10机39节点系统对本文提出的PC-PTS模型和求解方法进行验证。仿真结果表明：所提出的PC-PTS模型合理,PSO-PE综合优化方法快速有效,两者结合可提高考虑源网荷不确定性的电力系统概率暂态稳定水平。     

交通需求组合模型的不确定性分析

交通需求预测中会有很多不确定性因素.系统的不确定分析可以分析模型输出的可信程度,并且界定影响不确定性的关键因素.采用了基于敏感性分析的方法(SAM)分析交通需求组合模型(CTDM)的不确定性.CTDM基于出行者的理性行为,并可描述为一个非线性规划问题,从而分析敏感性.不确定性分析包括模型输入的不确定性和模型参数的不确定性.与基于随机抽样的分析方法相比,基于敏感性分析的方法在大大减少计算量的同时,可以得到近似的精度,并且可以同时或分开考虑输入的不确定性和参数的不确定性.研究认为,提高参数精度比提高输入精度能更有效地提高输出结果的可信水平.     

复杂机械系统时变不确定性设计方法

考虑机械系统参数随时间的演化,基于连续时间模型和伊藤引理,推导建立了多参数复杂机械系统时变不确定性计算模型,将系统整体时变不确定性由其漂移函数和波动函数表达,系统漂移函数和波动函数则由底层时变参数的漂移率和波动率决定,从而解析了机械系统时变不确定性设计的原理。与传统方法相比,该多参数复杂机械系统时变不确定性设计方法既可以针对各零件(或子系统)进行时变不确定性设计,也可以建立统一的系统状态方程,针对复杂机械系统进行不确定性设计,并且算得的系统可靠度是动态的,可以预测未来任意时刻的可靠度,从而为系统的未来发展趋势提供先期预警,为设备维护提供指导。通过具体算例,说明了该设计方法的应用。该设计方法具有普适性,可以推广应用于城市公交系统、城市给排水系统、燃气系统、核电系统等的时变不确定性设计和可靠性分析。     

盲源分离不确定性问题研究综述

盲源分离(Blind Signal Separation,BSS)技术在工程上具有广泛应用.典型的BSS算法均存在不确定性问题,即幅度不确定性和顺序不确定.作为BSS的技术瓶颈问题,BSS的不确定性问题在某些工程领域制约BSS方法的推广应用.文中基于线性瞬时BSS混合模型,分析了BSS不确定性问题产生的根源,并对其不确定性原因进行分类,然后针对分离模型的幅度不确定性和顺序不确定问题,对目前已有的解决方法进行了总结分析.最后文中介绍了BSS不确定性问题研究的方向和潜在的应用领域,为该问题的后续研究提出了新思路.     

多重不确定性条件下区域综合能源系统随机调度

为研究多重不确定性条件下的区域综合能源系统的调度决策问题.首先基于Copula理论建立区域综合能源系统多随机源功率预测误差的联合概率分布模型;其次考虑多重功率预测误差的不确定性影响,提出一种以综合能源消费成本最小化为目标的随机调度期望值模型和算法,并基于典型系统进行案例分析,验证了模型算法的有效性.结果表明:多重不确定性因素的量化分析和随机调度模型的应用有助于提高区域综合能源系统调度决策结果的置信水平,具有一定的工程实用价值.     

计及不确定性的虚拟电厂竞标模型

电力市场的电价具有不确定性特征,虚拟电厂参与市场竞标时如何处理不确定性因素的影响值得深入研究。为此基于集合经验模态分解和相关向量机的区间预测(EEMD-RVM)模型实现电价的区间预测,应用鲁棒优化的方法处理电力市场电价的不确定性,从而建立计及市场电价不确定性的虚拟电厂鲁棒优化竞标模型。算例分析讨论了电价不确定性对虚拟电厂(VPP)竞标的影响,以及不同节点电价对VPP与外部电网能量调配的影响。算例结果验证了所提模型的有效性和实用性,说明文章提出的鲁棒优化模型可以实现VPP的优化竞标。     

不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究 (Ⅱ) 厦门海沧投资区环境经济系统规划研究

针对厦门海沧投资区的系统特征,应用不确定性多目标混合整数规划(IMOMIP)模型对区域进行了环境经济系统规划研究。根据模型的解,得到了关于优化的行业动态结构、大气污染排放份额分配、水污染物排放分配、水资源利用分配、污水处理厂扩展、森林扩展等方面的结果。并应用对偶分析对区域的发展瓶颈问题进行了分析。     

基于位置不确定性的多尺度空间方向关系相似性粗集模型

针对现有研究中没有考虑空间目标的不确定性对空间方向关系相似性的影响问题,借助粗集表达不确定性问题的优势,定义在空间方向关系锥形模型中空间方向关系的粗集表达方法,以此为基础提出基于空间对象位置不确定性的多尺度空间方向关系相似性的计算和粗集表达方法,使得多尺度空间方向关系相似性的取值在一个区间范围内变动,在多尺度空间方向关系相似性概念表达上更符合人类的认知逻辑.     

考虑参数不确定性的汽车前轮主动转向输出反馈鲁棒控制

提出基于静态输出反馈的前轮主动转向(AFS)鲁棒控制器,以提高汽车横摆角速度跟踪性能和横向稳定性.在控制器设计中考虑了车速和轮胎侧偏刚度的不确定性,其中车速在一定范围内变化并且可测,采用多胞型模型来描述车速的不确定性.利用多目标优化与输出反馈鲁棒控制方法,同时提高汽车横摆角速度跟踪性能和横向稳定性.在Matlab/Simulink和Car Sim联合仿真环境中,对紧急转弯和双移线2种典型操纵工况下的控制器进行仿真试验.结果表明,所提出的控制器能够显著改善汽车的横向操纵性能和稳定性,降低驾驶员的工作负荷,且控制器对汽车模型参数的不确定性具有很好的鲁棒性.