限制条件下应急设施选址数目优化模型及算法

以往应急设施选址模型大多仅考虑应急现场在网络图顶点,应急设施在任意点的情况.因此提出了考虑应急现场与应急设施均可位于网络图任意点的情况,在有应急事件限制下,以达到设施数目最少为目标的一种城市应急设施选址模型,相比之下该模型更具有操作性与实用性.结合集合运算的思想,提出了一种模型的求解算法,计算实例表明了该模型的正确性与算法的可行性.     

重大突发事件应急设施多级覆盖选址模型

重大突发事件应急设施选址具有时效性、公平性和抗"失效"性等特点,据此提出了多级覆盖的选址策略,即一个需求点由多个应急设施按照不同的优先级提供服务。之后,以总体救援时间最短为目标,应用0-1整数规划法构建了重大突发事件应急设施多级覆盖选址模型。最后,通过算例分析验证了模型的有效性,可以为重大突发事件应急设施选址提供参考依据。     

基于网络选址的设施系统可靠性

将设施系统的结构用网络表示,其中顶点代表服务设施或客户,边代表物品或信息的传输途径。设施系统的可靠性在很大程度上会受网络边失效的影响。为了度量此种情形下的设施系统可靠性,提出可行可靠度概念。基于集合覆盖问题、 p-中值问题和无容量限制固定费用选址问题建立一个综合选址模型,设计邻域搜索算法并求解一个实例。结果表明,在成本增加不多的情况下,考虑边失效情形可以明显提高设施系统的可靠性。     

海上开发平台选址规划模型及解法

海上油气开发平台建设是一项耗资巨大的系统工程,为了合理利用有限的资源取得最大经济效益,以产业选址问题为基础,对海上平台选址决策过程中的决策变量、目标函数和约束条件进行了分析,建立了随机油价下海上开发平台选址的双层规划模型.根据模型的特点设计了求解该问题的自适应遗传算法,求解下层规划时采用禁忌搜索算法,提高了模型的优化效率和优化效果.采用这一优化过程,成功地解决了海洋石油平台选址过程中平台产能、成本及资源最优分配问题.     

物流配送中心选址的多目标优化模型

针对传统选址模型片面追求物流成本最小化而忽视物流服务水平的情况,将可靠性作为物流服务水平的一种测度,提出了配送中心系统可靠度的计算方法,建立了以物流成本最小化和物流服务可靠度最大化为目标的配送中心选址多目标优化模型.采用主要目标法将建立的多目标优化模型转化为单目标优化模型,并运用贪婪取走启发式算法对转化后的模型进行求解.算例结果表明,模型的非劣解充分反映了物流成本与物流服务可靠度之间的悖反关系,同时包含了传统的以物流成本最小化为目标的选址模型的最优解,从而为配送中心选址提供更加全面的决策依据.     

考虑服务设施规模的应急物资储备库双目标选址模型研究

应急物资储备库选址关系到应急系统的服务成本和服务质量.考虑到应急服务设施所具有的经济规模效应,引入储备库规模作为控制变量,通过对最大储备量规模的控制,分析其对应急系统的服务成本和服务质量的影响,进而为应急物资储备库选址决策提供支持.建立了以服务质量最大和服务成本最低的双目标整数规划模型,采用了带精荚策略的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGAⅡ)进行求解.算例结果分析表明,应急物资倾向于集中储备以获得规模优势,降低应急服务成本,但同时也降低了应急服务质量.应急设施选址应适当限制设施规模,以平衡服务成本和服务质量.     

考虑经济性和时效性的配送中心选址模型研究

为提高物流系统的服务水平,对具有经济性和时效性的配送中心选址问题进行了研究.以经济费用最小为目标,将客户对送货时间的要求转化为时效性约束条件,构造配送中心选址模型.讨论了求解该选址问题的优化算法——序列二次规划算法(SQP).通过实际算例对选址模型和求解算法的可行性进行了检验.算例结果表明:模型和算法能很好地解决有时效性约束的配送中心选址问题,对提高物流系统的运作效率有积极的意义.     

带约束多设施选址分配模型与基于变分不等式的启发式算法

设施选址问题在生活、物流、军事中有着非常广泛的应用.主要考虑设施有约束限制以及设施间存在相互运输的情形,提出一个约束多设施选址模型.目标是在平面上的约束区域内选择多个设施,使得这些设施到各个需求点以及各个设施间的距离和最小.提出了基于变分不等式方法的交替选址-分配启发式算法解决此模型:在分配步,采用最近中心再分配算法将顾客分配给设施;在选址步,先将子问题转化为等价的变分不等式问题,再用投影收缩方法求解相应的变分不等式问题.分析了问题及算法的一些性质,并给出了数值试验,证明了算法的有效性.     

城市防汛泵站的多级排队选址模型及优化算法

考虑城市暴雨的空间与时间分布特点,选用合适的地表径流系数计算雨水口汇集的待排水量.将暴雨在雨水口汇集、管道传输和泵站排出的过程看作为一个多级串联的排队系统,同时根据城区不同重要等级确定其排水等待时间约束,通过计算防汛泵站及管网的建设与运营费用,构建以总成本和最长排水等待时间为双目标的城市防汛泵站选址模型.通过嵌入禁忌搜索算法改进遗传算法,求解复杂的防汛泵站非线性选址问题.实际案例分析表明多级排水理论可以较好地模拟城市排水系统,也指出排水泵站数量、泵站地址及暴雨重现期等对城市排水系统有重要影响.     

基于贪婪启发式的多期多目标动态网络选址

为弥补现有选址模型考虑需求变化及客户满意度的不足,研究了随机需求环境下的配送中心选址并设计了衡量客户满意度的函数. 运用随机机会约束规划为基本建模工具,将模型设计拓展到多期规划决策领域并构建了动态多期多目标选址模型,模型不仅考虑了最小化配送中心运作成本,而且考虑了客户最大满意度;运用主要目标法将多目标选址模型转化为单目标选址模型,采用满意度高优先的客户指派原则设计了贪婪启发式求解算法. 算例结果表明,模型的非劣解包含了传统的以最小化物流成本为目标的选址模型的最优解,从而为配送中心选址提供更加灵活全面的决策依据.     

禁忌搜索算法求解带产品定价的竞争选址问题

讨论了一个在竞争环境下使获利最大的竞争选址双层规划模型,其中上层模型做出选址决策,下层模型确定产品的纳什均衡价格。在保证了不合作状态下双方价格均衡解的存在性和唯一性的前提下,设计了求解该模型的选址 定价启发式算法程序。通过贪心算法和交换算法产生禁忌搜索的初始解,设置了合理的禁忌搜索算法参数,最后通过具有一定规模的实例计算,证明了该算法在求解此类问题中的可行性和科学有效性。     

汽车装配线电动车配送路径及换电站选址优化

考虑将电动小车用来进行基于厂内循环配送策略的汽车装配线的物料配送,提出了汽车装配线电动车配送路径及换电站选址问题,以最小化系统总成本为优化目标建立了数学规划模型.针对这一复杂的混合优化问题,对该问题的性质进行了分析,提出了两阶段动态规划算法获取小规模问题的最优解;对于中、大规模问题,通过种群分割技术并在Lévy飞行中融入深度邻域搜索算子构建了改进型离散布谷鸟算法.最后,进行了仿真实验,分别对比了两阶段动态规划算法,实数遗传算法及改进人工蜂群算法在解决该问题方面的性能,结果表明改进型离散布谷鸟算法的有效性以及在算法稳定性、搜索深度以及收敛性三个方面的较大优势.     

电力隧道机器人巡检目标坐标定位的共轭搜索

电力隧道环境机器人巡检目标坐标定位过程中,利用传统搜索算法会产生信息损失,从而导致搜索定位 结果存在精度不够理想问题。为此,提出了一种共轭搜索算法。该算法通过搭建机器人巡检模型,得到反映机 器人位姿的坐标系,然后通过共轭算子规划设置机器人搜索路径。机器人沿着设置的搜索路径采集实时巡检 图像,并根据特征值识别图像中的目标节点。解算机器人在巡检过程中的位姿,并结合手眼标定和空间坐标的 测量结果,实现机器人巡检目标的搜索和坐标定位。对比实验结果表明,所提出的共轭搜索算法对目标位置的 定位环境风险评价( EＲA: Environmental Ｒisk Assessment) 指标更趋近于0,与传统搜索算法相比具有更好的定 位精度。     

模糊需求车辆路径优化及实时调整

针对模糊需求车辆路径问题,在需求未明的预优化阶段,基于可信性测度理论建立预优化模型,设计混合分散搜索和变邻域搜索的变邻域分散搜索算法求解;在获知实际需求的实时调整阶段,提出一种新的实时调整策略,采用随机模拟算法模拟可能场景的实际需求.算例仿真结果表明,变邻域分散搜索算法是求解该类问题的较好算法,新策略能实现较优的实时调整.     

复杂系统可靠性优化的混合万有引力搜索算法求解

复杂系统可靠性优化问题是一类有约束限制且目标函数具有多个局部极值的非线性优化问题.为求解该类问题,提出了一种混合万有引力搜索算法的求解方法.算法利用基于万有引力定律的寻优机制指导群体进行全局搜索,并采用序列二次规划算法进行局部搜索,避免基本万有引力搜索算法陷入局部最优,改善优化性能,加快寻优速度.通过实例计算,并与蚁群优化算法、微粒群算法、蜂群算法和基本万有引力搜索算法等进行比较,验证了算法的可行性和有效性.     

基于ARM-Linux 台的显式模型预测控制算法实现

为了对显式模型预测控制算法进行实验研究,建立了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制实物仿真控制系统.在ARM-Linux平台上实现了显式模型预测控制算法的在线计算过程,把传统的隐式模型预测控制的反复在线优化计算问题转变为在线数据搜索过程,简化了在线计算过程,提高了在线计算速度,减少了在线计算时间.对显式模型预测...     

一种新的保护牛顿法

本文提出了解无约束非线性规划问题的一种新的保护牛顿法。该法的实质是寻优过程中在牛顿迭代法产生的每一序列点，把ＢＦＧＳ或ＤＦＰ法尺度矩阵的逆和一适当的标量相乘，然后加到在该点求得的原问题的Ｈｅｓｓｅ矩阵上，从而保证合成矩阵的正定性。再采用Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解得到下次迭代的搜索方向。按本途径所得的算法是一系列简单的算术运算。用此法求解八个标准非线性检验问题所得结果是令人满意的。本文示出了这些结果并与各种下降法进行了初步比较。     

自动化立体仓库中的动态储位分配问题

提出了一种整数规划模型,用于自动化立体仓库中物料动态储位分配优化问题的建模,设计了一个两阶段的启发式算法,以求解初始解,利用禁忌搜索算法对初始解加以改进,并通过实例,对算法的效率和精度进行分析.结果表明,所提出的算法具有较好的鲁棒性和较高的求解效率,可以有效提高堆垛机的使用效率和仓库中的空间利用率.     

免疫编程的故障特征构造方法

在原始特征的多项式组合优化中,针对遗传编程易陷入局部优化解的缺点,引入了免疫编程的故障诊断优化策略,将类内类间散布矩阵判据作为抗体的亲和度,利用克隆、变异和更新等免疫算子实现抗体的优化,从而获得了最佳分类能力的复合特征.对发动机异响信号的6个典型时域特征的应用表明,克隆选择机制维持了抗体群体的多样性,同遗传编程方法相比,优化的复合特征具有更好的识别效果.     

一种求解最大二等分问题的分散搜索算法

最大二等分问题是图论中的一个NP困难问题.本研究提出一种基于分散搜索框架的启发式算法求解最大二等分问题.该分散搜索算法采用Kernighan-Lin算法作为局部搜索算法,利用解的质量和解之间的距离构造参考集,通过两个可行解构造新的可行解.利用一些标准测试例子测试算法,实验结果与现存算法所得结果比较,表明该算法是有效的.