大规模项目调度问题的分解和协调优化方法

为了解决大规模有资源约束的项目调度问题,提出一种串行分解和并行分解相结合的项目逐层分解方法,以便克服精确算法求解时间不可接受,而启发式算法解的质量较差的问题。根据该分解方法特点,提出基于采样选择的启发式协调方法,以及基于分枝定界方法的精确底层调度的子项目协调优化算法,并通过仿真分析了关键参数的选取。仿真结果表明,该算法解的平均质量明显优于相关启发式算法,并且求解时间能够满足工程上的要求,能够有效地提高大规模项目调度问题的求解质量,具有实用价值。     

遥感卫星地面站资源调度的混合分解算法

针对传统算法逐渐难以满足地面站资源调度对精度和时效要求的问题, 提出一种混合分解算法. 该算法结合基于地面站资源使用冲突程度评价指标的启发式算法和Lagrange分解算法对问题进行求解, 以加快对最优解的搜索速度. 仿真测试结果表明, 该算法能在较短时间内得到遥感卫星地面站资源调度问题的高质量解.     

多车辆直运越库调度的建模与启发式算法

以最小化客户的最晚交货时间为目标,建立了多车辆直运越库物流调度问题的混合整数线性规划模型,并使用优化工具ILOG CPLEX求解得到了适当规模问题和小规模问题的精确最优解;基于最大加工时间(LPT)规则,提出求解多车辆直运越库物流调度问题的启发式算法,通过对中等以及大规模实例的数值计算,比较了混合整数线性规划模型和启发式算法之间的计算性能.结果表明,启发式算法具有良好的近似性能,所测24组实例中的相对误差不超过9.5%,接近于精确解.     

一种求解炼油厂连续时间调度模型的Lagrange分解算法

在炼油厂连续时间调度模型中,随着调度问题规模的增大,求解耗时会显著增长。该文提出了一种基于Lagrange分解的求解算法。根据炼油厂生产流程特点,将调度模型分解成9个子问题,并在子问题中加入辅助约束加快Lagrange乘子收敛。针对问题特点设计了乘子初始化方案、乘子迭代方案和对偶解可行化方法。案例仿真选用了3个具有不同调度周期和订单数量的案例进行仿真,结果表明:采用该文提出的算法能够显著提高模型的求解效率,算法求解时间与直接求解和普通Lagrange分解算法相比都要少,且随着问题规模的增大优势会更明显。从求解结果上看,算法能够得到原问题的最优解或者近似最优解。     

基于循环取料的不确定越库调度模型与算法

研究运输时间不确定环境下基于循环取料的越库调度问题.对问题建立不确定情况下求解该问题的混合整数规划模型;提出2阶段启发式算法和基于禁忌搜索算法的改进算法来获得近似最优解;通过在小规模和大规模情形下进行数值实验,验证了启发式算法的有效性.     

越库作业调度模型与算法研究

针对暂存区容量有限的越库中心的作业调度问题,以暂存成本、额外搬运成本和换车成本总和最小化为目标,建立数学模型。构建分支定界算法对问题进行精确求解;结合贪婪算法和遗传算法构建混合启发式算法对问题进行近似求解。大、小规模情形下的数值实验结果表明：分支定界算法可以有效求得小规模问题的精确解,但随着问题规模的增大,难以在较短时间内求得精确解;混合启发式算法在小规模情形下与分支定界算法的求解误差最小为0,最大为0.58％;大规模情形下,在给定1800 s内,混合启发式算法的求解质量均优于分支定界算法,两者差距最大为7.16％。这表明所构建的混合启发式算法是有效的。     

基于析取图考虑物料搬运的Job Shop调度算法

为有效解决考虑物料搬运设备的Job Shop调度问题,建立了非线性规划模型及改进析取图模型.在此基础上,以最小化最大完工时间makespan为调度目标,构造了两阶段结构式启发式调度算法.第一阶段,将析取图分解为机床调度析取子图和搬运设备调度析取子图,提出一个双层递进启发式算法.上层利用分支思想求解机床调度析取子图,根据上层结果,求解搬运设备调度析取子图.在第一阶段解的基础上,第二阶段构造了基于块理论的调度优化启发式算法.最后对算法进行了仿真分析,结果表明所提出的算法是有效、可行的.     

基于改进克隆选择算法的含调整时间并行机调度

针对实际工业生产中广泛存在的带调整时间的并行机调度这一类NP难问题,研究并提出了一种改进的克隆选择算法(HSMCSA).为了提高算法的求解效率,特别是对大规模问题的优化性能,提出了一种基于单机排序的均匀插入分割点的编码方法;在此基础中进一步研究了基于单机调度最优解与随机解混合启发式初始化策略,有效提高了初始解性能;最后详细对比和分析了克隆选择算法中4种变异操作的优化性能,实现了基于改进的克隆选择算法的带调整时间的并行机调度问题的优化求解.仿真实验结果表明:所提出的改进克隆选择算法具有更好的优化性能;与遗传算法相比,求解性能提高了18.5%,与基本克隆选择算法相比提高了7.2%.     

含时间窗的司售员调度模型及多邻域结构设计

形式化定义了司售员调度中的关键因素:车辆运营工作、调度方案、劳动法规和调度目标,建立了一个能够准确反映实际问题的模型.设计出能够有效处理时间窗的多邻域结构,为应用基于邻域搜索的各种算法求解该模型奠定了基础.最后将其应用于基于禁忌搜索的构造式方法——启发式自动司售员调度(HACS)中.实验表明:应用该模型及多领域结构改进了HACS,有效解决了含时间窗的司售员调度问题并得到更优解,对大规模问题,解的改进更加明显.     

炼钢车间多天车动态调度仿真方案

针对炼钢车间多天车动态调度问题，提出了一种滚动调度策略下的仿真调度方案.模型目标函数考虑了最小化天车调度与工序调度在时间节奏上的偏离度，同时考虑了最小化天车工作量及其差异；约束条件在遵守天车避碰约束的同时，考虑了工位容量约束和重调度各种初始条件对天车调度的约束.模型以基于仿真的启发式方法求解.以某炼钢车间双天车调度为实例进行了仿真实验.实验结果表明，该天车调度方案能够维护工序调度稳定，减少和均匀天车工作量.滚动调度策略下，提出的启发式方法所得解的优化性能最高能达到最优解的96.3%.提出的滚动调度策略下的启发式方法相比于现场采用的实时规则调度方法，调度优化性能提高26.4%.     

蚁群算法求解独立到达时间单机提前/拖期调度问题

求解有独立到达时间和完工时间的单机调度问题目前主要采用启发式算法。为研究仿生类算法的应用可行性,采用蚁群算法,以提前/拖期的总惩罚量达到最小为目标。将邻位工作交换法(AP I)用于局部搜索以提高解的质量,并对每一个解的相邻工作间隔时间进行优化调整。用90个测试算例,将蚁群算法求解结果与分支定界法和禁忌搜索法的结果进行比较。结果表明,蚁群算法与分支定界法和禁忌搜索法的结果相当。     

基于矩阵分解的电力物资需求预测

准确预测变电站及配网工程的物资需求,对于节约工程成本,提高资金利用率,具有重要意义.尽管研究者在电力物资需求预测方面已经开展了一系列的研究,提出了很多预测模型和算法,例如基于神经网络的算法,然而,这些算法普遍存在输入数据过于简单和理想、仅对少数几种物资的需求量进行了预测实验、预测的准确率偏低等不足.因此,目前生产系统普遍采用人工方式进行电力物资需求预测,由有经验的领域专家根据工程初步设计方案预测各类物资的需求量.为了解决现有电力物资需求预测方法存在的不足,本文提出基于矩阵分解的预测方法,以电网建设项目物资需求历史数据和项目计划的部分物资作为输入,通过矩阵分解算法对项目其他物资需求用量进行预测.矩阵分解算法不需要大量的历史用量数据,只用部分项目的物资数据就能进行预测,且算法不需要提前进行训练.     

一种解多目标优化问题的基于分解的人工蜂群算法

在处理多目标优化问题时,如何平衡所得解集的分布性与收敛性是一个困难又重要的工作。为此,提出了解决该问题的一种基于目标空间分解的人工蜂群算法(MOABC/D)。首先采用一组方向向量将目标空间分解成一系列的子区域,并在每一个子区域至少保留一个解来保持解的分布性,其次提出一个基于分解的选择策略和2个基于信息交换的搜索策略来提高人工蜂群算法的搜索能力,并采用一个基于高斯分布的搜索策略来增强人工蜂群算法的搜索效率。为验证所提算法的性能,与8种同类算法在10个测试问题上进行比较。结果表明,本文所提算法得到的解集具有更好的收敛性能和分布性能。     

基于奇异值求通解方法进行基因调控网络构建

在改进分解权值矩阵的微分方程模型基础上,引入奇异值分解方法来辅助运算.该算法不是通过奇异值分解的特解得到网络的最终结果,而是通过所算得的通解提供候选解集的方法,为微分方程模型算法缩短运算时间和提高结果精度.将本文算法与其他传统微分方程模型算法进行对比,验证结果表明:该算法的效率较高.     

基于模拟退火粒子群算法的MIT图像重建方法

为了改善逆问题病态性又能提高图像重建质量,提出了一种基于模拟退火粒子群算法的MIT图像重建方法.根据Hessian矩阵的维度,构建了一种Tikhonov和NOSER型混合多参数正则化算法.将模拟退火算法和粒子群算法进行组合,以广义交叉准则构建目标函数,进行正则化多参数寻优.结果表明,所提方法不仅有效克服了MIT重建图像数值解的不稳定性,增强了抗噪性能,而且所获得的重建图像的质量优于Tikhonov正则化和混合正则化算法,为MIT技术应用提供了理论参考.     

一种优化的VMD算法及其在语音信号去噪中的应用

针对非连续、 非平稳语音信号中含有噪声的问题, 提出一种基于参数优化的变分模态分解去噪算法. 首先, 利用灰狼优化算法搜寻变分模态分解算法的最优分解参数组合——分解模态数K和惩罚因子α, 通过使用获得的参数组合分解语音信号以获得K个特征模态函数分量IMF; 其次, 利用相关系数选择有效模态分量, 并用小波阈值处理无效模态分量; 最后, 重构小波阈值处理后的模态分量和有效模态分量以对语音信号进行去噪. 实验结果表明, 该算法与其他经典算法相比能有效提升信噪比, 降低均方误差, 提高语音信号的质量.     

公路建设项目供应链质量成本优化的仿真分析

公路建设项目的建设过程是一条涉及面广、各成员联系紧密、相互影响和互动频繁的供应链,整个链条的质量与成本关系复杂,值得认真研究.按照工序或分部分项工程,将公路工程项目分为不同的质量成本优化单元,采用遗传算法进行了搜索.以某公路建设项目为例,运用本文提出的质量成本优化仿真方法,验证了其合理性与可行性.     

无人机多任务区侦察时间分配模型与应用

为了合理分配无人机对多个任务区的侦察时间,提出了一种包含问题建模、求解和方案决策的无人机多任务区侦察时间分配方法。首先,建立了包含侦察收益和侦察风险两目标的无人机多任务区侦察时间分配模型,该模型属于带约束多目标优化问题;其次,提出了一种改进的基于分解的约束多目标进化算法,该算法具有简单、灵活、无参等特点,可有效求解;最后,利用优劣解距离法从非支配解集中选择最优方案。选择了6种约束多目标进化算法,在3个不同雷达强度指数条件下进行对比实验。Hypervolume指标说明约束多目标进化算法在求解该问题时优于其他算法。实验结果表明：提出的方法在求解无人机多任务区侦察时间分配优化问题中能够实现快速准确决策。