MODEL AND ALGORITHM FOR OPTIMAL SYNTHESIS OF LARGE SCALE HEAT EXCHANGER NETWORKS WITHOUT STREAM SPLITTING

提出了大规模无分流换热网络最优综合问题（流股数超过５０股）的严格的混合整数非线性规划（ＭＩＮＬＰ）超结构模型．该模型建立在新的超结构基础上，可包含更多可行的换热网络结构，并成功地解决了“组合爆炸”问题．同时针对该模型提出了改进的遗传算法．文中给出了大规模换热网络综合的一个工业实例：乙烯装置的换热网络改造     

有分流换热网络同步综合

提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流并联结构和无分流串级结构.该模型的求解采用双层优化策略,外层利用遗传算法生成换热网络结构;内层利用粒子群算法优化物流分流比和换热器热负荷.采用两个典型算例和一个大规模换热网络综合问题对该方法的有效性进行了验证.     

基于改进量子粒子群算法的无分流换热网络综合

用数学规划法求解换热网络优化问题,当换热网络模型考虑所有分流情况时,会包含大量的连续和离散优化变量,因此对大规模换热网络的优化求解非常困难。相比有分流模型,无分流的网络模型结构简单,变量少,求解难度低。本文以分级超结构模型为基础,建立了无分流换热网络模型,以年综合费用为优化目标,提出用单层改进量子粒子群算法综合无分流换热网络,即在生成无分流换热网络结构变量的同时,生成换热负荷变量。相比有分流同步综合模型,不考虑分流的同步综合模型的复杂度和求解时间显著降低。采用两个典型算例对该方法的有效性进行了验证。     

STUDY ON THE SIMULTANEOUS OPTIMIZATION SUPERSTRUC_ TURE MODEL FOR HEAT EXCHANGER NETWORK SYNTHESIS *

提出了一种新的基于专家系统的无分流换热器网络超结构模型,建立了换热器网络同步优化的数学模型,通过求解该模型能自动地获得换热网络的最优结构．通过示例说明了本文提出的超结构模型的有效性．     

模式搜索法实现换热网络同步最优综合

在Grossmann换热网络分级超结构的基础上,建立了用于描述换热网络的无分流两级分级超结构模型,通过对换热网络设计的3个目标(换热设备单元数、换热面积、公用工程)进行同步考虑,将模式搜索法应用到换热网络的最优综合中,建立了求解换热网络最优综合问题的数学模型.计算结果表明,模式搜索算法不可行解的剔除策略能明显提高换热网络优化的质量和效率.     

一种新型换热网络多级超结构及其应用

换热网络优化是一种有效的能量回收方式。拥有较大换热网络结构寻优空间的模型往往是具有非线性、非凸性的复杂混合整数非线性规划(MINLP)模型,常常难以得到可行解。基于换热网络分级超结构,构建了一个包含流股分流、等温混合、流股回流非等温混合的新型换热网络多级超结构并设置全线性约束条件,这可以在增加换热网络寻优空间的同时大幅提升MINLP模型的可求解性。通过两个文献案例验证流股分流、流股回流及非等温混合对换热网络寻优的贡献,证明了该模型的有效性和适用性。     

群智优化算法同步综合换热网络

提出了一种同步综合换热网络的群智优化方法。采用超结构建立换热网络模型,以不同的换热网络结构为演化个体,个体的各维分别表示各换热器的换热量,以最小总费用为优化目标,同步考虑投资和运行费用,采用遗传算法优化网络结构、粒子群算法优化换热量。避免了传统方法的复杂计算,解决了各换热器的换热量受到换热条件约束并相互制约等设计的难题,提高了设计的速度和设计的智能性。仿真研究验证了方法的有效性。     

基于粒子群算法的3种分级水网络超结构比较

根据换热网络分级超结构模型，提出了针对冷却水换热网络的3种改进换热模型.与传统的分级结构不同之处在于水网络不需要公用工程的设计，冷流只包括冷却水.并且3种设计方法均考虑了水的分流和汇流，实现了水的非等温混合.结构二和结构三可以实现换热器中水的分阶段混合.通过权衡公用工程费用和投资费用的关系来确定最小年度总成本.使用粒子群算法优化了换热水网络中的热负荷和水的质量流量.通过两个案例可知，提出的3种改进结构费用低于前人的研究结果，案例1中结构3的费用最低，案例2中结构1的经济性最优.     

换热器网络综合的同步优化超结构模型的研究

提出了一种新的基于专家系统的无分流换热器网络超结构模型,建立了换热器网络同步优化的数学模型,通过求解该型自自动地获得热网络的最优结构,通过示例说明了本文提出的超结构模型的有效性。     

换热网络优化影响因素分析及局部最优解的跳出策略

在换热网络分级超结构的基础上提出了换热网络优化数学模型,对其用惩罚函数法去约束后通过算例分析其非线性,明确了优化起始点冷热流体的匹配方式以及换热器的面积是影响求解效果与效率的两个关键因素.同时提出了一种基于蒙特卡罗法结合多起点面积法的局部最优解跳出策略,并用算例验证表明,该策略能有效地跳出局部最优解,得到全局最优解.     

遗传算法最优同步综合换热网络

换热网络综合作为过程系统综合的一个重要研究分支，目前已经开发出多种综合方法。为克服这些方法存在的局限性，采用遗传算法，对无分流换热网络综合问题提出改进的优化模型及优化策略。该方法不仅能够自动、迅速地得到换热网络的结构与参数，而且具有获得全局最优解的能力。最后通过实例说明本方法的有效性。     

基于MapReduce的大规模图挖掘并行计算模型

在如何快速发现大规模网络的结构和特性问题中,网络规模及复杂度的快速增长给其分析研究带来了新的挑战.MapReduce及其开源实现Hadoop给大规模图的高效处理带来了希望.基于MapReduce框架的集群系统,提出了1种新的计算模型用于大规模图形的3-clique计算,来实现图挖掘.计算的基本步骤是:首先获取每个节点的第1跳信息,然后是第2跳信息,最后得到所有基于该节点的3-clique.该计算模型可以用来计算聚集系数,并且可以用于三大通话网络的挖掘.实验结果证明这种计算模型具有良好的可扩展性和性能.     

四元超图的模型及其性质

提出了一种基于复杂网络理论的四元超图的模型。定义了基本的网络衡量值,研究了四元超图中顶点的度分布及额外度的分布,构建了随机四元超图的模型,并且探讨了巨大分支在四元超图中存在的条件。本研究可用于分析研究社会网络中一些大规模的复杂超网络的结构及其拓扑性质。     

解换热网络同步综合问题的列队竞争算法

给出了换热网络同步综合问题的数学模型和拓扑结构的描述,并确定了产生相邻换热网络的策略。在此基础上,提出了列队竞争算法解网络综合问题的计算方法。对实例问题的求解得到了优于文献报道的结果。     

移动Agent安全技术的研究

针对现有移动Agent安全系统在大规模开放式网络应用中存在的问题,提出了一种解决移动Agent系统安全性问题的模型———移动Agent安全管理器(MASM),给出了MASM的结构和功能,并设计了具体的实施方案;以IBM的Aglet为平台,对此模型进行了验证。说明了该方法的可行性和有效性。     

大规模网络的主动协同防御模型研究

针对大规模网络所面临的安全问题,提出了一种全方位、立体化纵深的分布式主动协同防御模型,并从模型架构、功能实现机制到模型的算法描述等方面,给出了主动协同防御DDOS攻击和网络蠕虫(或恶意代码)的完整实现方法.该模型通过大规模网络自治域域内和域间之间安全部件的协作,从网络边界层、核心层、子网层到主机层对网络安全问题进行多层次主动协同防御.通过设计一整套主动协同防御的功能实现机制,集成了入侵检测、防火墙和蜜网等安全技术,使该模型不但能够有效地解决大规模网络所面临的安全防御问题,而且还具有良好的通用性和扩展性.     

大规模过程系统全系统能量优化综合

根据过程系统中各种单元装置的用能特点 ,提出过程用能一致性原则和用能特性 ,并形成一大规模的虚拟换热网络 .在此基础上 ,提出大规模换热网络的分解方法———基于流股虚拟温度的总组合曲线的分解方法 .在总组合曲线上 ,结合夹点分析与数学规划的方法 ,对大规模的虚拟换热网络按其温度间隔进行分解 ,得到多个规模小、较易求解的子系统 ,使得大规模能量系统的分解具有清晰的物理意义 ,便于与实际对应 ;同时也易于进行模型的数学处理 ,可结合夹点设计、数学规划方法进行优化设计与分析调优 .并提出一种方便、快捷有效的优化算法———遗传模…     

基于自适应温度改进的可解释方法及实验验证

针对教师-学生网络存在的超参数温度控制效率低、时间开销大的问题,提出了一种基于自适应温度的小教师网络辅助训练的可解释模型.在原有教师-学生模型结构的基础上,首先,说明超参数温度只与学生模型的训练收敛速度相关;然后,加入小教师模型结构,节约了解释模型的训练时间.在图像分类的验证实验中,解释模型在cifar-100图像数据...     

面向物联网的无线传感器网络异构组网技术研究

组网技术是实现大规模WSNs网络的基础之一,网络模型和节点位置部署是研究WSNs组网的重要内容.针对大规模无线传感器网络的特性,在研究和分析WSNs网络结构和物联网需求的基础上,结合Star模型和Mesh模型的优点,提出了一种面向物联网的WSNs新型网络模型;同时,结合密度优先原则和邻节点信息思想对RDF算法进行改进,提出了适合大规模WSNs的网络节点部署的NDF算法,其节省了网络能量、延长了网络寿命.试验表明:通过新型组网模型和NDF算法组建面向物联网的大规模WSNs网络,能够实时、精确的监测和采集测量数据,在节省了网络能量的同时也提高了网络数据的准确度.     

面向5G协作通信系统的资源分配技术综述

随着物联网技术的发展和移动设备的爆炸性增长,无线网络呈现出异构化、超密集等特性。协作通信具有可提高系统容量和覆盖范围的特点,被广泛应用于5G移动通信网络中。从中继选择、转发方式和收发机增益等不同角度对中继网络模型进行分析;介绍了5G协作通信系统下的网络模型,如非正交多址接入网络、大规模多输入多输出网络、超密集异构网络和设备间通信网络等,并对不同网络模型下的应用场景进行阐述;对5G协作通信系统的资源分配优化模型和中继选择算法进行了类比分析与总结;提出了基于中继协作的5G通信系统网络中尚存的问题,并在此基础上对未来研究方向进行了展望。