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.     

改进的粒子群算法求解Van Genuchten方程参数

Van Genuchten模型是研究土壤水力学性质应用最广泛的模型.运用该模型的关键是4个参数的求解.为了精确地求解这些参数,提出一种基于动态邻居和局部搜索的粒子群算法(DNLPSO).该算法具有如下特征: 根据粒子的运行, 为每个粒子动态的构建邻居;每个粒子的速度不是由它的邻居中最好运行的粒子来调整,而是由它的所有邻居共同调整; 引入拟牛顿(Quasi-Newton)算法来提升局部搜索能力, 以加快收敛速度.实验结果表明DNLPSO求解Van Genuchten模型参数的精度高于其他方法.     

一种基于混沌映射的粒子群优化算法及性能仿真

粒子群算法收敛速度快,规则简单,但易陷入局部极值.在粒子群算法中引入混沌序列,提出一种优化策略,以分阶段的思想进行寻优,使其在搜索初期更具遍历性,在搜索中后期,通过人为改变个别粒子的速度和位置,使算法具有更快的收敛速度与更好的全局搜索能力.在此基础上,提出一种改进Tent映射的策略,并将优化策略分别应用于基于Logistic映射的粒子群和改进的Tent映射的粒子群,同标准粒子群算法在寻优速度、精度、成功率等方面进行仿真与比较.     

基于CCPSO及PP模型的洪灾评估方法及其仿真应用

以求解洪水灾情评估问题为背景,针对洪灾评估模型参数难以优化这一问题,研究了一种混沌文化粒子群算法(CCPSO)。该算法将PSO纳入文化算法的框架,并在算法中引入局部遍历搜索性能较强的混沌搜索,组成基于PSO的群体空间以及基于混沌优化的信念空间,通过两个种群的独立演化及信息交流来提升算法的全局寻优能力。典型的测试函数的测试结果表明,CCPSO可以有效克服PSO存在的早熟收敛问题,全局收敛能力较PSO有较大提高。同时,为提高洪水灾情评估的灾情分辨率,提出一种基于CCPSO及投影寻踪模型的洪灾评估方法,该方法采用一种修正Logistic曲线来建立洪灾评估的投影寻踪模型,并使用CCPSO来优化投影指标函数以及模型参数。仿真应用结果验证了该方法的合理性及有效性。     

基于多维特征差异的个性化学习资源推荐方法

协同过滤算法和二进制粒子群算法是目前学习资源推荐领域研究热点.然而,协同过滤算法推荐的学习资源过于随机化,不能满足学习者进行整体知识建构的要求.而基于二进制粒子群算法构建的资源推荐模型,以推荐所有学习者完整的学习资源为目标,且模型数据较难预测,不符合在线智能化学习的趋势.针对以上问题,提出了基于多维特征差异的个性化学习资源推荐算法:首先根据学习者和学习资源多维特征差异建立学习资源推荐模型,并考虑了学习偏好;其次引入协同过滤技术对模型数据进行预测;最后针对推荐模型的多目标优化特征,将协同过滤算法和二进制粒子群算法结合,提出了对惯性权重和种群多样性进行动态协同调整的自适应二进制粒子群算法,实现了个性化学习资源推荐.实验证明,该算法具有较好的准确性,能够满足个性化学习资源推荐的需要.     

基于混合协同粒子群优化的广义T-S模糊模型训练方法

针对广义Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型训练中存在的高维、非线性、混合参数估计问题,提出了一种基于混合协同粒子群优化的广义T-S模糊模型训练方法.该方法用离散二进制微粒位置表示模型的结构参数,用普通微粒位置表示模型规则中模糊集隶属函数的参数;这两种微粒位置联合体构成一个模型完整的模型前件参数集.两种群通过协同进化优化所有前件参数;模型后件参数用卡尔曼滤波算法估计.该方法不要任何先验知识,能产生紧凑的、泛化性能较好的模糊模型.函数逼近的数字仿真说明了该方法的有效性.     

基于模糊机会约束双层规划的动态火力分配建模与实现

针对现有动态火力分配模型未考虑不确定因素及复杂约束的问题,引入不确定规划理论,建立了基于模糊机会约束双层规划的动态火力分配模型.首先,以最大化效费比和尽早拦截分别作为模型的上下层目标函数,并考虑复杂战场环境下的模型约束.在此基础上,构建了一种针对双层多约束动态火力分配问题的递阶结构粒子编码方案,并将带审敛因子的离散变邻域粒子群算法及带怀疑因子及斥力因子的粒子群算法有效结合,利用模糊模拟技术,提出一种分层递阶的混合模糊粒子群算法.仿真实例表明,该算法具有更强的全局寻优能力和更快的收敛速度,能够满足大规模动态火力分配问题对时效性的高要求.     

基于粒子群的K均值算法和粗糙集理论的财务预警

针对上市公司财务危机风险预警问题,将基于粒子群的K均值聚类算法引入该领域,克服了人为分类的主观影响,再结合粗糙集理论综合评价上市公司财务状况,进行预警。以2008年家电制造业127家上市公司的财务数据为基础,运用基于粒子群的K均值算法将样本公司分为4类并进行预警,然后运用粗糙集原理计算每家公司的综合财务状况得分,检验分类的合理性。研究表明,基于粒子群的K均值算法能对公司进行合理分类,其结果与粗糙集评价结果的吻合度可达88.2%。     

基于PSO 的水库泄洪风险计算

基于结构可靠度指标的物理含义,建立了水库泄洪风险计算优化模型,并引进了粒子群全局优化算法对该模型进行求解.通过对该模型在具体水库泄洪风险计算的应用举例,表明了该水库泄洪风险计算理论不仅能有效地避免求偏导运算,且能获得高精度的运算结果,求解速度也有一定的优势.     

双倍体差分进化粒子群算法在VRPSDP中的应用研究

针对粒子群算法和差分进化算法的不足,根据生物遗传学规律,提出了双倍体差分进化粒子群算法,并将其用于具有集送货需求车辆路径问题的求解中.个体有显性隐性两种状态,显性状态执行粒子群优化规则,隐性状态执行差分进化规则,通过比较适应度显性隐性可以互换.根据算法和问题特点,提出了一种实数编解码方案,使用启发式算法修正和改进算法结果.通过仿真实验,分析讨论了算法的参数,并与其他算法进行了比较,表明该算法是求解具有集送货需求车辆路径问题的有效方法.     

基于智能优化算法的T-S模糊模型辨识

将智能算法应用在T-S模糊模型的辨识方面,是模糊系统辨识的一种新途径。文中对几种智能优化算法,如遗传算法(genetic algorithm, GA)、粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法、菌群优化(bacterial foraging optimization, BFO)算法等的优化原理和在模糊辨识方面的应用现状进行了综述和分析,并给出了它们在T-S模糊模型辨识中对参数进行优化的过程。最后将这些优化方法用于一非线性动态系统的建模,并对仿真结果进行了对比和详细的分析,为进一步了解这几种优化方法在模糊模型辨识参数优化方面的作用提供了仿真实验依据。     

解约束优化问题的新粒子群算法

提出了一种新的求解约束优化问题的粒子群算法。基于一个合理的假设前提:任何可行解总是比非可行解好,算法通过在标准粒子群算法中引入了一个新的约束处理机制,将约束优化问题转化为无约束问题来求解。此外,为了提高收敛性能,新构建的算法通过引入变异策略,使算法在迭代过程中保持较高的种群多样性,增强算法跳出局部最优解的概率,从而提高算法的收敛速度和解的质量。与遗传算法以及标准粒子群算法的实验比较表明,所提出的方法是一个可行的约束优化问题的求解算法。     

基于粒子群优化模糊神经网络的高技术知识创新评价

针对高技术知识创新非线性、不确定性、时变性的特点,建立了评价指标体系|结合粒子群优化算法,提出了一种改进的模糊神经网络评价模型。该模型能够进行多个并行时变模糊神经网络组合算法,这些算法通过进化预置网络的连接权值、阈值和补偿参数,实现网络的学习和精确推理。通过仿真应用,证明了此种模型结构与算法适用性好,便于计算机实现,且全局收敛能力、收敛速度和泛化精度等性能均优于原先的学习算法。     

基于多维极值参数的飞行风险量化评估方法

数具有和试验数据相同的分布形式,并构建了飞行风险发生的判定条件。在对一维极值参数符合广义极值分布的假设进行证明的基础上,提出了三维极值参数的四参数变权重(four adaptive weight parameters, FAWP),Copula模型利用自适应粒子群算法对一维和三维目标函数中的未知参数进行了辨识,对多种Copula辨识出的三维极值分布进行了拟合优度检验,结果表明FAWP Copula对三维极值参数分布形式的描述最为精确。利用FAWP Copula模型对尾流遭遇情形下的飞行风险概率进行了量化计算,所得指标可用来研究尾流场内的风险规避策略及算法。     

改进PSO算法及在PID参数整定中应用研究

针对粒子群优化算法(PSO)存在早熟和局部收敛的问题,提出了一种带变异算子的改进粒子群优化算法(IPSOM),该算法在搜索中以一定变异概率对选中的粒子进行变异,同时对飞离搜索区域的粒子用新产生的粒子取代,以克服粒子群优化算法易陷入局部最优解的缺陷。用一典型的Rastigrin复杂函数对新算法进行测试,结果表明改进的算法较之粒子群优化算法(PSO)和常规遗传算法(SGA)不但提高了全局寻优能力,而且有效避免了早熟收敛问题。在此基础上将这种改进算法应用于高阶带时滞对象的PID控制器设计中进行仿真研究,结果表明了所提出算法的有效性和所设计控制器的优越性。     

基于自由搜索的LS-SVM在墒情预测中的应用

为有效地利用墒情监测资料预测未来墒情,考虑支持向量机的结构风险最小化准则和自由搜索算法良好的全局优化特点,应用最小二乘支持向量机方法,构造了优化目标函数,引入自由搜索算法对该目标函数寻优从而辨识模型参数,建立了预测墒情的最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型.实例分析表明,支持向量机方法对墒情序列的平稳性要求不高,且模型易于实现,与传统的时间序列模型以及基于粒子群算法和鱼群算法的LS-SVM模型相比,基于自由搜索算法的LS-SVM模型具有较好的模拟及预测精度,相对误差小于15%的模拟值及预测值分别达到了100%和94.4%.     

基于收益-风险双目标规划的随机能力扩张模型

能力扩张问题是指在不同计划期,根据不断增长的市场需求,调整生产能力,使产能与需求合适匹配以寻求企业盈利的最佳表现.能力扩张涉及长期的产能投资,是生产领域的战略决策问题.当面对不确定需求时,这一决策任务变得十分复杂,需要从回报与风险两个角度评估能力扩张方案的性能.本文基于Scenario树描述多阶段的随机需求,从而建立随机环境下能力扩张问题的Scenario决策模型.其中考虑两个决策目标:最大化利润和最小化期望下方风险,因而形成了一个双目标规划问题.为求解该问题,基于二进制粒子群优化技术,提出了双目标优化的粒子群算法.算例表明该算法可以得到近似Pareto前沿,且能揭示利润与风险的同向变化关系.     

基于改进粒子群优化极限学习机的弹丸参数辨识

针对随机产生输入权重和隐含层神经元阈值导致利用极限学习机辨识弹丸气动参数时会出现辨识结果发散问题,本文将粒子群算法与极限学习机结合,并且引入自适应更新策略以及粒子变异策略,提出了一种自适应变异粒子群优化极限学习机算法。该算法利用自适应变异粒子群算法寻优产生极限学习机的输入权重和隐含层阈值,有效改善算法性能。仿真实验表明,利用自适应变异粒子群优化极限学习机算法辨识弹丸气动参数,精度高、收敛速度快,能够充分满足实际工程需要。     

改进粒子群优化算法及其在聚类分析中应用

针对标准粒子群优化算法初期收敛速度快,后期容易陷入早熟收敛,局部寻优,全局搜索能力差等缺点,提出了一种新的鱼群-粒子群优化算法(AF-PSO)。引入拥挤因子δ和马尔可夫链,将鱼群算法加入到粒子群优化算法中,通过计算拥挤因子,来更新速度模型,使其在觅食,聚群,追尾,随机4种模态下进行切换。仿真结果表明了所提出的AF-PSO算法的综合性能优于其他改进的PSO算法。为进一步说明算法的实用性,将AF-PSO算法成功应用于输油管道泄露数据的聚类分析上。实验结果表明基于AF-PSO的K-means算法性能是优于其他聚类算法。     

基于模糊投影寻踪聚类的洪灾评估模型

针对洪水灾害样本集的复杂性、随机性以及差异性,本文将模糊聚类迭代理论与投影寻踪技术进行互补融合,构建了模糊投影寻踪聚类模型.该模型采用投影值标准差和投影值欧氏距离平方和来构造投影指标函数,避免了传统投影寻踪模型由于经验性选取密度窗宽导致过于主观的问题;将高维数据低维化后进行模糊聚类运算,再通过对最优投影方向的寻优进行投影寻踪聚类运算,降低了模糊聚类迭代的运算量,实现了两种模型的双重迭代聚类.误差分析及聚类有效性评价表明,互补融合后模糊聚类与投影寻踪聚类的双重迭代聚类使得聚类精度和效果也得到了较大提高;此外,除优化算法初始化参数外,模型无需预设其它参数,也不依赖于随机训练样本,可客观依据历史样本集内在规律来进行洪灾聚类评估.实例研究和方法比较表明,提出的模型计算简洁,且能有效处理洪灾评估中的随机、模糊等主客观不确定性,能够为洪灾风险管理提供科学的决策支撑.