基于污染物侵入模拟的供水管网水质监测点优化选址方法

提出了突发或者蓄意污染情况下供水管网水质监测点优化选址的最大覆盖选址模型.结合一管网算例,利用EPANET2软件模拟扩展周期非稳态水力水质条件下管网节点污染物浓度变化情况,由此得到各个节点被注入污染物后,监测点监测到污染物浓度时不同用户节点对外供出的污染水体体积.同时提出基本粒子群优化算法与遗传算法交叉、变异算子相结合的整数编码的混合粒子群优化算法来求解该选址模型,并编制了相应的C 程序.提出的优化模型与求解算法对管网水质监测点的优化选址具有一定的参考作用.     

管网系统改造优化设计问题的模型及分层分解算法

本文建立了城市供水管网系统改造优化设计问题的数学模型，提出了将管网布局优化和参数优化分层、将管网参数优化和水源参数优化分解求解该问题的方法，研究了各个子问题的求解方法，仿真结果表明该方法是实用有效的。     

供水管网爆管故障诊断的PSO-SVM方法

根据供水管网的实际水压监测数据, 采用粒子群算法优化反演管道的海曾-威廉斯系数, 并通过在管道中间加入虚节点来模拟爆管故障, 进而基于节点水压法建立了管网在爆管故障情况下的水力计算模型. 由计算模型计算出一组不同爆点、不同爆管程度组合下的监测点处的水压值, 以此反向训练支持向量机(SVM)模型, 并通过粒子群算法(PSO)对优化支持向量机模型的核参数, 建立了基于PSO-SVM方法的供水管网爆管诊断模型. 最后, 通过一个供水管网的室内实验模型验证了上述诊断模型的有效性.     

网中水塔树状给水管网优化设计

在考虑了二级泵站分级供水的基础上，把整个管网系统作为一个整体，根据水塔在管网中的位置，分别建立了两类网中水塔树状给水管网优化设计的数学模型。应用所提出的优化模型，在保证管网各节点流量压力条件下，可确定管段尺寸，水塔高度及泵站扬程最优值，使管网系统年费用最低。由于优化模型为线性规划模型，便于计算机求解。这一方法也可推广应用到网前和对置水塔树状给水管网系统的优化设计中去.     

基于改进Elman神经网络的燃气管网实时预测

在研究各种燃气管网工况预测方法的基础上,提出通过燃气管网中重要站点的气压变化模拟燃气管网的工况变化,并采用改进Elman神经网络通过在线学习建立燃气管网工况的实时模型,然后利用迭代一步预测的方法预测未来一段时间的燃气管网工况.根据河南某市燃气管网运行资料进行仿真,预测相对误差大部分都在±10%以内.仿真结果表明,采用此方法是可行的.     

基于遗传算法供水系统优化调度模型

研究了含有调速泵的供水系统直接优化调度问题.根据给水系统的网络特性,以测压点压力宏观模型、水源供水量和水源供水水头之间的关系模型替代复杂的管网水力平衡方程,并以每一泵站每时段应有水泵运行求得的出水量和管网求得的需水量相等的条件建立了混合泵站供水系统的直接优化调度模型.利用遗传算法对直接优化调度模型进行求解,提出了对各种约束条件处理的方法,针对遗传算法容易早熟等的不足,综合采用遗传算法和模拟退火技术以及自适应交叉和变异率的方法.最后算例计算表明该算法具有较强的适用性.     

增量模型控制压力恒定的多源供水实时调度

针对多水源供水管网系统参数多及变量间存在耦合,难以实现合理实时调度而导致水压多变等问题,提出一种基于增量模型控制压力恒定的多源供水管网系统优化调度策略. 依据用户流量参数预测建立增量模型,以分界监控点压力参数恒定为目标函数推导多水源调度策略,并调节机泵输出压力,机泵启停状态及变频机泵转速为优化决策变量. 鉴于供水系统模型的非线性和混合变量的耦合性,采用蚁群算法进行优化,引进扰动因子并修正搜索转移步长和动态挥发系数来提高全局寻优能力. 算例仿真表明,该模型和方法可快速找到优化调度的最优解,跟踪流量变化和保持监测控制节点实时压力恒定的效果好,为多水源的实时协调调度提供了好的基础.     

神经网络法建立城市供水管网宏观模型的研究

根据城市供水管网宏观模型理论，采用神经网络法建立了神经网络管网宏观模型，并成功的运用于管网工作状态的动态模拟；在此基础上，综合运用多种计算机技术，编制了界面化、实用性很强的管网工作状态模拟软件。结果表明，该方法和编制的相应软件较以往方法更准确、更简单，便于洪水企业的推广应用。     

树状管网布置与管径同步优化方法研究

针对过去树状管网优化中将管网和管径分步研究,难以实现同步优化的问题,以投资最小为目标,研究了树状管网布置与管径同步优化遗传算法整数编码方法和不同管网布置下水流路径自动识别和压力、流速等约束条件自动计算方法,建立了基于整数遗传算法的树状管网布置与管径同步优化模型.实例研究表明,该方法能将设计经验融合到管网优化之中,可克服传统分步优化方法不易得到全局最优解的缺陷,能快速求解符合工程实际的树状管网布置和管径同步优化方案.同时该方法对其它领域最小生成树问题求解有一定借鉴作用.     

中央空调水系统控制的优化分析

在中央空调系统仿真的基础上，提出和设计了变水量系统中冷水机组供水温度和二级泵供水压差控制的优化策略，并通过仿真试验进行了验证。试验的结果表明，对优化冷水机组供水温度和二级泵供水压差两个控制变量单独进行优化，可以达到一定的系统节能目的，但是，对于系统的能耗而言，这两个控制变量是相关联的，局部层次上的优化难以获得最佳的节能效果，应在系统层次LN时对它们进行优化。     

资源约束下绿色铝供应链网络设计多目标优化

本研究针对铝供应链中日益凸显的碳排放问题和水资源消耗问题,建立了一套决策模型框架,该框架由生命周期分析、绿色供应链网络优化模型和基于epsilon约束方法的多目标优化模型组成,同时考虑煤电、生物质发电、光伏+储能的组合等多种电力供应方式选择以及碳市场不确定性的影响,对铝供应链在多种资源约束下的多目标优化问题进行了深入分析.模型计算结果表明:经济成本和水资源消耗是一对彼此矛盾的目标;决策偏好以及碳市场不确定性会影响供应商的选择;资源约束更加严格的情况下倾向于选择低碳技术,同时产生减少水资源消耗的协同效应.高碳价下所有的帕累托解都不会选择煤电,而更多地倾向于选择光伏加储能的电力供应模式.案例研究证明了该模型在资源产业链多目标决策方面的有效性.本文提出的模型方法为环境资源约束下的资源型制造业决策提供了理论支持.     

跨流域复杂水库群联合调度规则建模与求解

跨流域水库群系统结构复杂、水库数目众多,加之每个水库辅之以相应的调度规则,使得优化调度模型决策变量数目剧增,从而增加了水库群联合调度规则优化确定的难度.鉴于此,本文以供水调度图和调水控制线为联合调度规则形式,构建同时考虑跨流域调水和供水的复杂水库群联合优化调度模型,添加考虑供水调度图先验形状特征的形状约束,提出一种借鉴逐步优化算法(POA)思想的逐库优化粒子群算法(PRA-PSO).该算法(PRA-PSO)以基本粒子群算法优化原理为基础,逐步优化单个或两个水库的调度规则,以降低单次优化变量的维数,从而提高其搜索全局最优解的能力.最后,以辽宁省某大型跨流域复杂水库群联合调度为例,验证了模型的合理性和算法的有效性.     

分销网络RFID使能的CONWIP策略的仿真与优化

为了改善供应链分销网络的性能,本文将射频识别(RFID)技术应用到供应链管理中.依据单工厂多阶段生产过程中定量在制品法(CONWIP)控制策略的原理,设计了RFID使能的电子流通卡系统,实现了供应链分销网络RFID使能的CONWIP控制策略,并采用基于仿真的自适应全局最优和声搜索算法(SGHS)对策略中的参数进行优化,优化结果证明了SGHS方法的可行性,并通过与其它控制策略的仿真结果对比,验证了RFID使能的CONWIP控制策略在供应链分销网络中应用的有效性及优越性.     

基于超启发式算法的备件供应网络结构优化

为了通过对供应网络结构进行优化从而提高备件供应的效率和效益,分别对传统正向供应网络、应急横向供应网络以及考虑抢修任务的闭环供应网络3种备件供应网络结构进行研究。以供应成本最小和供应时间最短为目标,以备件满足度、库存等为约束,构建了带约束的多目标优化模型。提出了一种基于排序选择函数的超启发式多目标进化算法,同时可以对不同网络结构模型进行求解。在ZDT系列测试函数上将该算法与其他进化算法进行对比测试,验证了所提出的超启发式算法在收敛性和分布性上的优越性。算例表明,一方面,与传统前向供应网络相比,横向和闭环供应网络能够提高备件供应的时效性和经济性;另一方面,超启发式算法在求解模型时取得的解优于其他元启发式算法。     

考虑长效作用的竞争供应链合作广告决策分析

地方性广告存在损害顾客忠诚度和降低品牌形象的情形.为分析制造商以成本分担形式开展合作广告的前提条件,以及合作广告对消费者需求和供应链成员收益的影响,以两条"单个制造商-单个零售商"组成的竞争供应链为对象,构建了供应链之间的Nash博弈和供应链内零售商为领导者的Stackelberg博弈模型,通过考虑广告长效作用,对两个销售周期的合作广告和非合作广告博弈进行了综合比较分析.结果表明,制造商仅在广告负效用显著和商品替代率高的条件下开展合作广告;当商品替代性不显著时,合作广告可以有效提升需求,反之则降低需求;合作广告并不能提升零售商收益,但当商品替代率低时,可以改善制造商收益,同时提升供应链总收益.研究结果对地方性广告实践中的供应链成员决策具有指导意义.     

基于数据挖掘的水库供水调度规则提取

以供水调度为例对数据挖掘用于水库调度规则提取进行了研究.经分析主要选取了水库蓄水量、调度时段编号、需水量、径流量和水文年型5个特征属性构成数据集,通过数据挖掘从中发掘水库供水调度规则模式.采用径向基函数网络作为数据挖掘算法,将复杂的属性空间上的数据样本,映射为几种离散的供水调度模式,从而完成供水调度规则的模式划分.为了验证数据挖掘方法在调度规则提取上的效果,给出了调度图和调度函数方法用于供水调度的计算结果,三种方法的调度结果对比分析显示,数据挖掘方法在供水调度模式分类正确率和缺水指数两方面都是最好的,这反映出数据挖掘方法用于水库调度是合理有效的.     

基于Copula函数的水资源供需风险损失模型及其应用

针对传统水资源供需风险损失评价方法无法对供水量和需水量之间复杂的非线性关系进行定量研究,本文首次建立了基于Copula函数的水资源供需风险损失模型.首先基于差分法和原函数存在定理模拟了供水量和需水量的边缘概率分布函数;其次提出了基于非线性优化思想对Copula函数进行参数估计;第三步分别对各种Copula函数进行拟合优度检验和非参数X~2检验,选择最优的Clayton Copula函数模拟供水量和需水量的联合概率分布;最后建立水资源供需风险损失的二重积分表达式.研究结果表明,当不考虑利用外调水和再生水时,2020年北京市水资源供需风险期望损失约为1159.7亿元;利用南水北调水和再生水后,北京市水资源供需风险期望损失约为37.7亿元,下降幅度达96.7%.     

Convexification and Hierarchical Optimization Algorithm for Distribution of Water Supply Systems

ＣｏｎｖｅｘｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍｓＺＨＯＮＧＷｅｉｊｎｎａｎｄＸＵＮａｎｒｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔ...     

供应链建模与优化

首先介绍了供应链的概念及研究内容 ;接着对供应链优化模型进行总结 ,包括排队论、对策论、网络流和策略评价模型 ,并重点讨论了一些典型的混合整数规划 ( Mixed Integer Programming,MIP)模型 ;在此基础上 ,对供应链优化模型框架进行分析 ,并讨论了供应链模型应该考虑的目标和约束等因素 ;最后 ,在对现有的研究工作进行分析的基础上 ,提出了今后进一步研究的方向 .