基于改进秃鹰优化算法的海上混合光伏波浪能转换器阵列优化

近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-WEC具有提高海上空间利用率,降低成本以及实现功率稳定输出等优势。为了充分利用HPV-WEC系统之间的协同效应,在不增加新设备的情况下提高能源产量,提出了一种基于改进秃鹰优化算法(improved bald eagle search algorithm,IBES)的HPV-WEC阵列布局优化策略。IBES结合了莱维飞行策略和模拟退火(simulated annealing,SA)机制,以平衡局部开发和全局探索之间的关系。为了评估IBES在优化HPV-WEC阵列方面的有效性,进行了5个浮标和8个浮标规模的阵列优化,并将IBES与其他5种算法进行了比较。实验结果表明,IBES表现出实现最大总功率输出并具有显著的收敛特性。

复杂载荷下的核管路支架智能布置

当前,核电管路支架布置通过人工试算反复迭代来实现,存在劳动强度大、设计周期长、成本高等缺点。借助管路有限元力学分析,提出一种基于粒子群-遗传混合算法的三维空间核电管路支架智能布置方法。布置示例表明,所提方法可在管路的三维全局空间内自动布置不同功能的多个支架,在满足《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》设计规范的同时减小了工作量。

渔光互补光伏阵列支架选型及安装设计研究

文章以渔光互补光伏项目为依托,以渔光互补光伏阵列支架选型及安装设计为研究对象,对不同支架类型、组件布置形式及不同安装倾角下倾斜面有效辐射量进行对比分析,基于发电效益和经济性进行综合考虑,选择适用于拟建场地的支架类型、组件布置形式及安装倾角。研究结果表明,最适用于拟建场地的支架类型为固定式支架,组件布置形式为三排竖向布置,安装倾角为22°。

IGCT驱动板寄生阻抗的综合优化设计方法

集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)是由门极换流晶闸管(gatecommutated thyristor,GCT)和门极驱动电路通过PCB集成的功率组件。GCT的开关控制必须依靠集成门极驱动电路实现,电路中的寄生阻抗会严重影响GCT的开关特性。因此,以目前亟待解决的一类高压大电流IGCT驱动电路板为研究对象,通过对驱动电路的传统布局进行分析,提出一种考虑门极驱动单元和布局的综合优化策略,利用电解电容和陶瓷电容并联的混合电容器组构建驱动单元,同时采用等间距排布的环绕型布局设计电容器组和MOSFET开关组,将寄生阻抗限制在极低水平。最后分别完成了传统型和所提IGCT驱动板设计,实验结果表明所提方案能够有效提升IGCT驱动板性能。

面向轨道交通接驳的多模式公交线网优化

为提升轨道交通可达性,结合不同形式地面公交的特点,将其用于轨道接驳服务,提出轨道交通、常规公交和需求响应公交的多模式公交线网布局,探究成本最优下的多模式公交线网结构及对应的接驳公交服务模式。模型以公共交通企业成本和乘客出行成本之和最小为目标函数,以轨道交通线路数、常规公交线路数、步行区域大小、轨道交通及两种接驳公交的发车间隔为决策变量,建立多模式公交线网优化模型求解得到最优决策变量取值、系统成本及线网效能。以苏州市为例进行案例研究,结果表明,采用混合接驳方式后公交线路数由633条减少至540条。此外,该系统协同发展三种公交模式,能够有效应对未来城市需求增长和经济发展等情形。

军用仓库鱼骨型布局货位优化模型研究

针对军事仓储建设的迫切需求,考虑军用物资收发存储在品种、效率、相容性、质量以及安全性等方面的要求与民用产品的差异,为提升军用仓库转运保障效率,采用鱼骨型仓库布局分析协同拣选问题,建立了带时间窗的鱼骨型布局仓库货位分配模型,设计了遗传-瞭望混合智能算法对模型进行求解,并以某军用仓库为例进行了算例分析,验证了模型的合理性与方案的可行性,为改进军用仓库布局结构进行了有益探索,为军事仓储货位优化分配工作提供了理论模型和方法。

某常规动力船改造成混合动力船的电池舱布置设计

本文以某常规动力远洋运输船改造成混合动力船为例,较为详细地介绍了影响电池性能的各种因素及电池舱布置要求,结合ABS船级社关于锂电池使用相关规范,对该船改造成混合动力船的电池舱布置提出一种布置设计方案。

并行混合免疫遗传算法及其应用

以并行遗传算法(PGA)为基础,对其早熟、收敛慢等缺陷加以改进,提出一种并行混合免疫遗传算法(PHIGA)。该算法将免疫原理引入到遗传算法中,提高了算法的整体性能。这主要表现在一方面免疫选择可有效地防止早熟,另一方面基于免疫记忆的子群体信息交换策略可加速收敛。算法采用混沌初始化和基于自适应交叉、变异的多种群搜索,与单纯形法的混合可更好地改善其局部搜索性能。文中布局问题的算例验证了该算法的可行性和有效性。

并行混合免疫算法及其在布局设计中的应用

布局问题在理论上属于NPC问题,在工程实践上具有广泛的应用。为较好地求解该问题,以并行遗传算法(PGA)为基础,针对其早熟和收敛速度慢两大缺陷加以改进,提出了并行混合免疫算法(PHIA)。该算法将免疫思想加入遗传算法起到了双重作用,一是免疫选择可有效地防止早熟,二是通过基于免疫记忆的子群体信息交换策略可加速收敛。算法采用混沌初始化,并依自适应交叉和变异的概率值对子群体进行分类,与Powell法混合可更好地改善局部搜索性能。以卫星舱和印制电路板布局设计为背景的算例验证了该算法的可行性和有效性。

并行混合遗传算法及其在布局设计中的应用

布局问题在理论上属于NPC问题，在工程实践上具有广泛的应用。为较好地求解该问题，该文以并行遗传算法(PGA)为基础，针对其早熟和收敛速度慢两大缺陷加以改进，给出了一种并行混合遗传算法(PHGA). PHGA采用该文提出的压力插值排序选择算子，起到了双重作用：一是在进化初期可以防止早熟；二是在进化后期有利于加快算法的收敛。算法利用混沌初始化可提高初始群体的质量，并依自适应交叉和变异概率值对子群体进行分类，与Powell法混合可以很好地改善算法的局部搜索性能。文中通过标准函数优化和布局设计的算例验证了该算法的可行性和有效性。

一种双关联树的混合布局算法

针对食品安全等领域对多类层次数据及其关联关系的可视分析需要,提出了一种基于节点-链接和放射环的双关联树(Double Interrelated Tree,DIT)混合布局算法。该算法用基于力导向的节点-链接树和基于放射环的空间填充树分别可视化相互独立的两类层次结构数据,通过直线将两棵树中具有关联关系的节点连接起来。为减少视觉混乱现象,提出一种基于路径绕行的布局优化算法DRA(Detour Route Algorithm)。将该算法应用于农药残留检测数据,结果清晰的显示了数据集中地域层次信息和农药分类两类层次信息以及他们之间的关联关系。

面向设备混合布局问题的设备多单元系统布局

引入设备多单元系统概念,将设备混合布局问题转化为多单元系统布局设计问题。利用模糊理论将设备划分为多个设备单元,利用"田"分形理论设计设备单元内和设备单元间的最优布局方案。实例表明,该方法不限设备混合布局的形式,较好地解决了设备混合布局问题,可为相关的研究提供理论参考。

基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究

针对设备布局影响制造系统的总体功效的问题,但同时遗传算法在实际应用中,出现早熟现象,爬山能力弱,等一系列缺点提出遗传禁忌混合搜索算法,该算法将遗传算法和禁忌搜索相结合,遗传算法的交叉算子中增加记忆功能,避免迂回搜索,以禁忌搜索作为遗传算法的变异算子。通过实例计算,证明遗传禁忌混合搜索算法是一种行之有效的算法,对解决设备布局这类组合优化问题具有实用价值。

基于动态差分元胞多目标遗传算法的混合作业车间布局改善与优化

针对一类离散作业、流水作业和特殊作业等多种作业单元共存的混合制造模式,提出了作业车间布局改善问题。以物料搬运费用最小、单元移动费用最小、作业单元包络矩形面积最小及非物流关系最大为目标,明确布局约束条件,构建车间布局多目标优化模型。在差分元胞多目标遗传算法的基础上,设计并引入动态变异策略以改善算法的全局搜索能力,提出用于解决布局模型的动态差分元胞多目标遗传算法,通过实例计算与结果分析验证了模型及算法的有效性。

基于Plant Simulation的航空综合机加厂房布局仿真研究

科学的生产设置布局规划对航空制造业降低生产成本、提高产品质量尤为重要.以某民用航空发动机传动系统的齿轮和机匣综合加工厂房的规划设计为例,根据厂房设施布置的一般原则,以齿轮和机匣的年产量目标、产品加工工艺、单工艺加工面积需求为设计输入,并考虑各加工区的加工特点而带来的位置约束性,采用遗传算法与模拟退火算法相结合的混合遗传算法为优化工具,将特定的功能区固化在基因串特定的位置上来满足位置约束.计算得出优化方案后,以Plant Simulation为仿真平台,建立该综合机加厂房的仿真模型,从产量满足率、设备利用率、在制品库存量和生产线稳健性等多个指标进行了设施布局的仿真评价.结果表明,优化后的系统能够很好满足生产纲领,各关键设备负载比较均衡,同时维持低水平的在制品库存量,且生产线稳健性较好.因此,综合运用混合遗传算法与Plant Simulation仿真可以为生产设施布局问题给出一种有效、直观的解决方案,且由离散事件仿真获取的评价指标能深刻体现方案的优劣.

700 kW氢燃料电池混合动力机车司机室设计

700 kW氢燃料电池混合动力机车是我国自主研发的首台氢燃料混合动力机车,开启了氢燃料电池在中国轨道交通领域的应用。700 kW氢燃料电池混合动力机车,采用动力蓄电池加氢燃料电池系统的混合动力方式供电,并能对制动能量进行回收利用,可实现机车的绿色节能运行。该机车采用中央司机室、双外侧走廊、中间设备布置方式。司机室的设计给司乘人员提供良好的人机界面、便利的操作空间、充分的瞭望条件;同时设置基本的辅助设施,为司乘人员提供安全、可靠、舒适的工作环境;室内设备的布置符合人机工程原理且满足单司机操作的要求。本人通过介绍氢燃料电池混合动力系统、司机室结构设计、司机室设备布置、操纵台、内饰及材料运用等,阐述其司机室设计运用的新理念、新方法、新技术、美学效果及环保等各方面情况。

飞艇外形布局气动特性分析

混合式飞艇是同时借助浮力和气动升力飞行的一种新型航空飞行器,其外形布局方式与传统的飞艇有明显的区别。为了了解混合式飞艇囊体布局方式对飞艇气动特性的影响,分别建立常规单囊体飞艇、双囊体飞艇和三囊体飞艇的几何模型和气动模型,从攻角变化和速度变化两方面对三类囊体布局方式的气动特性进行了对比分析。计算结果表明:在相同体积的情况下,混合式飞艇的气动特性要优于常规单囊体飞艇,并且在一定范围内,混合式飞艇的体积越大、飞行速度越小,则其气动特性越好。研究结果可为我国混合式飞艇的发展及研制提供有益的参考。

嵌入社区半径的力引导与径向树混合布局算法

力引导布局算法存在无法展示复杂网络社区结构的缺陷,虽引入聚类的方式来展示社区结构,但社区内节点拥挤且排列无序,不利于观察社区内节点的结构特征与连边关系,为此提出嵌入社区半径的力引导与径向树混合布局算法.该算法首先采用K-means算法对网络节点进行社区划分;然后,用社区内节点数量确定社区半径,并将社区半径嵌入到社区斥力、引力中来展示社区结构;最后,采用径向树布局分层可视化各社区内节点.实验中使用拥挤区域占比、点分布偏差、节点偏差等指标验证了本算法既能降低拥挤度又能减少节点布局偏差,可视化结果显示,本算法布局社区结构明显,节点层次分明,易于理解.

基于混合蚁群算法的动态设施规划系统研究

设施规划问题主要研究生产设备的布局规划,从而减小厂区内的物料搬运成本。一个有效的设施规划有利于生产过程中整体运作效率的提高。随着市场竞争的日趋激烈,市场环境处于不断的变化之中。制造企业需不断对设施布局进行重新规划来适应不断变化的市场环境对产品需求量的影响,并达到降低成本的目的。这一问题便需要用动态设施规划(DFLP)的方法来解决。本文提出了一种改进的混和蚁群算法(HACO)来解决带有财务预算约束的动态设施规划问题,并将此方法与其他一些典型的启发式算法进行了对比分析。结果表明,本文提出的HACO算法是求解带有财务预算约束的DFLP问题的一种有效的方法。

混合S-RAID:一种适于连续数据存储的节能数据布局

存储系统规模的日益增大,其高能耗成为一个无法忽视的问题,因此对存储系统的节能研究十分重要.提出一种由SSD固态盘与普通磁盘组成的混合S-RAID结构,通过关闭部分处于空闲状态的磁盘,达到节能效果.混合S-RAID将包括超级块在内的少量随机读写数据放在由SSD组成的RAID1中,将连续数据放在由普通磁盘组成的S-RAID中,S-RAID对磁盘分组,连续数据访问模式下只有一个组处于活动状态,关闭处于空闲状态的磁盘组.在仅增加少量成本的前提下,提高了存储系统的节能效果.混合S-RAID适用于各种以连续数据访问为主要特征的应用环境.实验表明,由12块普通磁盘和两块SSD固态盘组成的混合S-RAID5与同级别RAID5相比,能耗仅为RAID5的28%.