面向交直流混联系统的潮流计算数据生成策略

随着电力系统中多类型直流线路占比的逐步提升,调度系统与异构平台间的潮流数据交换需求明显增大,亟需研究新形态下交直流混联系统的潮流计算数据生成问题。该文从拓扑转换、网络拓扑分析、设备建模以及数据生成策略4个主要步骤,实现含交直流系统的基于可扩展标记语言的通用信息模型(common information model/extensible markup language,CIM/XML)数据到潮流计算输入数据的转换。首先,该文从设备间开关拓扑的角度,进行深度优先算法(depth first search,DFS)搜索和设备拓扑拼接,实现开关/节点模型到母线/支路模型的转换;其次,在筛选出活拓扑岛、剔除不带电设备后,着重分析了CIM/XML中换流器建模对交直流节点选取的影响,进而提出了直流节点选取规则和具备普适性的直流数据生成策略。最后,以某地调度500kV及以上交直流网络导出的CIM/XML数据为算例,潮流计算结果与数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)量测数据比对验证所提策略的有效性。

钢铁企业电网中光伏发电的智能管控研究

光伏发电的建设有力推动了钢铁企业的经济发展,钢铁企业光伏电站宜采用“自发自用”的运行方式进行设计和消纳。光伏发电接入厂区电气系统后,控制系统需自动识别出在不同运行方式下各用电负荷所对应的电源点,也就是负荷与电源点之间的拓扑关系。为了实现该功能,对基于改进型深度优先搜索算法(DFS算法)的快速动态拓扑识别技术进行了研究,实现了任意电网架构下的最优拓扑路径检索。根据拓扑识别出来的实际运行方式,电网智能管控系统可对光伏发电进行功率实时调控和功率预测调控,以实现综合利用厂内余能、余热以及新能源的目的。

复杂三维CAD装配模型特征信息提取技术研究

针对飞机、大型输送机等复杂三维CAD装配模型具有装配零件多,配合复杂,在提取装配体特征信息过程中,有信息提取不完整、深度不够的问题,提出一种复杂产品装配特征信息提取的方法,该方法以CATIA软件为平台,采用构件的应用编程(Component Application Architecture,CAA),二次开发快速提取特征信息功能。结合多叉树前序列遍历思想,深度优先搜索的算法,逐层深入,可以完整提取多层嵌套的复杂装配体的配合和约束信息,充分利用复杂三维CAD装配模型特征信息,更有力的支持装配工艺规划。同时,通过选择输送某种民航飞机机翼的输送机为例,验证此方法的可行度。

基于阵列处理器的HEVC数据流图可重构实现

提出一种基于阵列处理器的HEVC算法数据流图可重构实现方法。基于动态重构机制完成不同的划分方式、算法间的灵活切换,采用深度优先贪婪对数据流图划分后子任务时域流水的并行方式对HEVC中典型编码算法的数据流图重新划分后设计合理映射方案,以Sobel算子值为重构依据在阵列处理器上进行帧内预测算法验证。实验结果表明,与块间流水方案实现相比加速比可达14.97,各算法资源利用率及计算速度均有提升,与帧内预测模式选择快速算法相比每个时钟周期可多处理7.1个像素。

基于深度优先搜索算法的操作系统死锁检测

操作系统在现代生活中扮演着至关重要的角色,它被嵌入各种物联网和各种规模的计算机中。操作系统提供的服务之一是为进程分配资源,在分配过程中,可能会出现死锁。因此,操作系统必须提供一个能够检查系统状态以确定是否发生了死锁的算法。对于单一实例的资源类型,可以用等待图模型来检测死锁。但是教材中一般没有算法描述,只说时间复杂度是O(n~2)。文章将深度优先搜索算法应用于等待图模型检测死锁,其时间复杂度是O(n+m)。

深度优先搜索算法的研究与应用

作为数据结构中的核心算法之一,深度优先搜索算法可用来解决课程安排和工程进度问题,以及判断图中是否有环等连通性检查,但这些案例相对复杂。对于计算机低年级学生,案例虽然有实践意义但不便于理解,因此,针对该情况展开了研究。首先介绍深度优先搜索算法,然后引入兔子吃草作为案例,并对算法进行建模,最后用UML技术和面向对象Java语言进行实践。提供的案例可帮助计算机专业的学生理解深度优先搜索算法,也可为在计算机工程与应用领域的科技者提供一定参考。

基于改进A^(*)算法的机器人全覆盖衔接路径规划

为解决A*算法在规划衔接路径时转角多、路径不平滑、深度优先搜索(DFS)算法规划衔接顺序的随机性和距离较大的问题,提出改进邻域扩展A*算法和经预处理的DFS算法结合的衔接路径规划方法。首先,对A*算法搜索范围扩展至24邻域,经二次数量优化后得到最终邻域搜索节点。其次,设计具有双层位置导向信息的评价函数,对DFS添加节点预处理的步骤。实验结果表明:所提改进A*算法在路径长度、搜索节点数量、规划时间上均优于传统A*算法,且与改进DFS算法结合所得衔接路径表现更优。

通信网络连通性分析方法比较研究

通信系统作为生命线系统的重要组成部分,在国民经济生活和震后抢险救灾中发挥着关键作用,但是其震后功能评估的研究才处于起步阶段。本文首先研究了通信网络的拓扑规则,并基于此给出了建立通信网络图模型的方法;然后,以抗震设防烈度为7度的两个不同规模城市为研究对象,以计算时间和收敛速度为指标,比较研究了Warshall算法、深度优先搜索算法和宽度优先搜索算法对通信网络连通性分析的适用性。分析结果表明:三种方法均能够准确评估通信网络各节点间的连通状态,但宽度优先搜索算法在计算耗时上优于另外两种算法,且网络越复杂以及模拟次数越多优势越明显,最适用于通信网络的连通性分析。

改进遗传-狼群对节点序寻优的贝叶斯网络结构算法

贝叶斯网络是数据挖掘领域的一种重要方法。针对贝叶斯网络结构学习算法寻优效率低和易陷入局部最优的问题,提出一种基于改进的混合遗传-狼群对节点序寻优的贝叶斯网络结构学习算法。该算法首先利用深度优先搜索对最大支撑树的节点进行拓扑排序;然后利用动态变异及最优交叉算子构建适用于节点序寻优的改进捕食行为,引入动态参数因子来增强算法局部寻优能力;最后与K2算法结合得到最优的贝叶斯网络结构。用3种不同大小的标准网络数据集中进行实验,结果表明,该算法收敛到较优值,寻优效率高于其它同类优化算法。

铁路车站咽喉区道岔自动分组方法研究

咽喉区道岔分组不仅是运用利用率计算法查定铁路车站咽喉通过能力的必要步骤,还是车站进路选择、股道运用等行车技术作业的关键环节。为解决当前自动分组方法不能有效解决复杂咽喉区非水平方向布置道岔的分组问题,将咽喉区道岔分组问题抽象为有向图中点的归属问题,构建咽喉有向图模型和道岔分组有向图模型,设计二阶段法对模型求解。第一阶段识别平行进路,目标是基于咽喉有向图运用DFS算法识别并生成平行进路对全集;第二阶段为判断道岔归属,目标是基于进路判断法及道岔坐标设计初分、调整、检验等计算步骤判断道岔归属并生成道岔组。以某个布置复杂的技术站咽喉为例,对本文所提出方法进行检验,结果表明该方法能够快速准确地实现咽喉道岔自动分组,有利于铁路数字化设计和智能化生产管理。

基于深度优先搜索的分层网络最短路径算法

大规模网络分层后进行数据预处理是其搜索最短路径的加速方法,现有的分层网络数据预处理存在以下问题:随着网络规模越来越大,数据预处理计算量也越来越大;预处理完的数据需要大量储存空间。针对上述问题提出一种基于深度优先搜索的分层网络最短路径搜索算法,该算法将每簇网络抽象成“一个高级节点”组成高级网络,在高级网络上利用深度优先搜索去掉冗余的簇完成数据预处理后,再利用Dijkstra算法搜索最短路径。采用该算法在大规模树形分层通信网络上进行最短路径搜索实验,结果表明该算法比基于关键点数据预处理的最短路径算法平均搜索时间稍长,但在数据预处理时间和存储空间上大大降低。

寻找哈密尔顿回路的一种高效算法

针对基于深度优先搜索的寻找哈密尔顿回路算法,首次采用必选边和分层检测机制对解空间的搜索树进行大量裁剪,从而使得算法能够处理绝大部分含几百个顶点的无向图。

基于裂隙连续方法的三维裂隙岩体渗流传热数值模拟

模拟裂隙岩体渗流传热的主要困难在于岩体各种尺度上的非均质性。为了兼顾裂隙岩体渗流传热过程模拟的效率和精度,将二维裂隙连续方法拓展到三维问题中,应用深度优先搜索算法挑出对网格块渗透性有贡献的有效裂隙,综合考虑有效裂隙和岩石基质作用给出网格块的等效渗透率张量,采用Matlab对COMSOL Multiphysics有限元软件进行二次开发,生成由不同渗透率网格块组成的三维裂隙连续模型。数值模拟结果表明:裂隙连续模型结合了随机连续介质模型和离散裂隙模型的特点,既能避免处理裂隙网络的复杂性,又能考虑岩体渗透率的空间变异性,兼顾了模拟效率和精度;当岩石基质渗透率与裂隙渗透率比值的数量级在10-4~10-6范围内时,有效裂隙网络模型的流量计算误差会超过5%。

空铁复合超网络中旅客快速组合出行路径规划

针对中长途旅客组合出行规划困难、规划路径个性化不足等问题,以航空网络、高铁网络以及空铁换乘网络三者构成的空铁复合超网络作为网络基础,综合考虑出行时间、出行费用、方便性、舒适性和可靠性5个影响因素,并借助旅客时间价值进行量纲一致化处理,构建出以旅客效用最大化为目标的组合出行路径选择模型。从旅客角度出发,将旅客细分为时间敏感型和价格敏感型,采用深度优先遍历算法求解出网络中的有效及最优组合出行路径,以期为异质性旅客提供更加精细化的出行方案,同时为相关部门合理配置空铁运力资源、提升空铁运输效能提供理论参考。通过“北京-广州”的算例分析,证明了模型和算法的可行性和有效性,能够实现组合出行路径的有效识别,而旅客类型影响最优出行路径的结果。

图论在水资源系统建模与配置计算中的应用

为提高复杂水资源系统的供排水关系识别与模型构建计算能力,本文基于系统网络图探讨了图论在模拟水资源系统复杂水量传输过程、确定网络遍历顺序与系统配水计算中的应用。利用图论中的拓扑排序算法与深度优先搜索算法对水资源系统网络关系进行不同目标的分析识别。综合两种算法,进行一次供水、供水还原与二次供水的多次网络分水过程设计和迭代计算,结合最大最小公平算法等水量分配原则,设计基于网络系统的复杂水量分配计算过程,将用户需水、工程可供水量和供水网络关系结合进行供需自适应配置,解决多水源多用户对应关系下的水源供给不均衡问题。以三亚市地表水资源配置开展实例研究,结果表明通过图论算法在系统拓扑关系遍历和配水计算过程中的应用,系统枯水年城镇缺水率从3.42%降至1.63%,供需均衡度从0.38提高至0.71,提高了配置的计算效率与合理性。

基于DFS与蚁群算法的电弧增材复合路径规划算法优化

为提高电弧增材制造的成形效率,分析了目前路径规划算法的优缺点,提出了基于深度优先搜索(DFS)算法与蚁群算法相结合的复合路径规划优化方法。在zigzag扫描与轮廓偏置相结合的复合路径规划算法的基础上,采用多种不同扫描倾角的zigzag路径算法对多孔洞截面轮廓进行填充,并通过深度优先搜索算法进行zigzag扫描路径分区进行连接,以减少zigzag扫描路径的路径条数和起弧熄弧次数,然后采用蚁群算法搜索路径规划顺序和起弧熄弧点的优化组合,使填充路径的总空行程长度最小。仿真结果表明,DFS分区连接算法对不同扫描倾角的zigzag路径规划皆能起到良好连接作用,采用蚁群算法的电弧增材制造路径规划方法可以有效减少扫描空行程长度。

基于图数据库和图算法的转供电方案在配电网智能操作票系统的研究和应用

在智能操作票系统的研发中,调电操作票的设计需要对配网故障或者检修的停电范围及线路转供路径进行评估,考虑到电网超大规模的实际因素,常规的关系型数据库难以支撑电网的实时划分和转供电方案的决策。为解决这个问题,通过结合Dijkstra、深/广度优先搜索等图论算法,提出了一种基于图数据库的大规模电网故障影响区域划分和转供电决策方案,实现了调电过程中的最优路径规划,并将其应用在调电操作票的设计当中,实现开票快、准的设计要求。该方案除了应用在操作票系统当中,还可以应用到其他场景中,如电网因故障或检修需要调电时,可以直接给出最优调电方案供调控员使用,能够节省电网调度的经济成本,降低电力传输过程中的电能损耗,避免人为因素导致的电力调度决策失误问题,与目前我国电力行业的“碳中和”目标相符合。为超大规模电网转供电方案的自动规划和选择提供了一种可行的参考案例。

基于航班环的机组排班优化

机组排班计划是航空公司运营管理计划的重要组成部分,因其NP-hard特性常面临组合爆炸而难以求解。针对这一问题,提出一种基于航班环的优化模型。在第一阶段考虑执勤时空衔接约束与执勤始发终到约束,构建了航班间的航班环模型;在第二阶段设计了结合改进的深度优先搜索算法(depth-first search,DFS)以及贪心算法完成对模型的求解。此外,提出了列生成算法下受限主问题模型(restricted master problem model,RMP),并运用该模型完成实验验证算例的求解。

物流输运线控制的图形化编程方法研究

针对目前物流输运线中单片机编程工作量大和代码可读性不强等问题,文中提出一种图形化编程方法。该方法根据物流输运线布局多样性的特点,将物流的设备图形和流程图相结合以提高编程可观性,并搭建平台进行图形组合及代码转化。流程图单元中封装设备运行的单片机代码,通过拖动连接完成流程图的设计;再采用邻接表将流程图转化为数据结构,通过深度优先搜索的方法遍历流程图,实现流程图中封装代码的转化输出。在转化过程中进行代码语句结构优化调整,形成完整的单片机代码,并结合单片机编译软件实现程序的编译。结果表明,图形转换方法可以成功实现流程图结构向单片机程序的转化,并可以通过Keil编译软件实现程序的编译,编程难度和工程操作复杂性均有所降低。