基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统协同演化研究

随着淡水资源逐渐减少、能源需求量逐渐增长和粮食供应结构不断变化,加之三者之间既相互依存又相互竞争的特点,水-能源-粮食的交互关系变得异常复杂。为确保水安全、能源安全和粮食安全,实现三者的协同优化管理、资源的高效利用和可持续发展,以集资源型缺水和季节性缺水为一体的干旱敏感区域宁东基地为例,提出了基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统模拟模型,将宁东基地水-能源-粮食系统看成是由若干个相对独立的自主Agent构成的一个合作共生网络体系,构建了宁东基地水-能源-粮食模拟框架,定义了各Agent的属性,设计了Agent之间以及Agent和环境要素之间的交互规则,基于Python语言的多Agent建模工具MESA库开发了宁东基地水-能源-粮食仿真模型,以模拟宁东能源化工基地的系统演化过程。结果表明:随着人口的增长,生活部门配水量、能源消耗和粮食消耗量均呈现上升趋势;粮食部门配水量呈现出与农作物产量变化相对应的变化趋势;宁东基地的能源部门配水量呈现上升趋势,预测年的配水量每年增长约为0.08亿m^(3);随着生态绿化覆盖面积的逐年增长,生态部门的配水量也呈现出逐年增长的趋势;每年可以向基地外输送的能源,实测年增长率约为19.85%,预测年增长率约为3.53%,预计到2025年可增加到4.96×107t标准煤。

引黄灌区水资源承载力多目标决策模型

开展灌区水资源承载力多目标决策研究,探究灌区水资源、社会经济以及生态环境三者之间的互动关系,对可持续性灌区建设具有重要意义。以赵口引黄灌区二期工程为研究对象,以灌区经济效益最大、缺水率最小、承载人口总量最多、污染物排放量最小以及粮食产量最大为目标,综合考虑灌区供需水能力、灌溉面积、污染物排放等多维临界约束,构建了赵口引黄灌区二期工程水资源承载力多目标决策模型,运用第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行求解,获得Pareto最优解集,并依据不同的目标偏好和熵权法从中选取多套决策方案。研究结果表明:文中经济效益最大、社会效益最大、生态效益最大、人口总量最大以及粮食产量最大5个目标相互制约,Pareto非劣解侧重于追求其中一方效益最优的同时,必然会引起其他目标值(至少一个)变劣。因此,文中得到的多种决策方案可为灌区未来水资源承载力的提升提供科学理论指导。

晋中南-长治供水区水资源优化配置模型研究

针对供水区优化配置问题,以流域供水、生态和发电为目标建立了供水区水资源优化配置模型。设置供水区无引调水和考虑引黄入晋工程两种调度情景,分析丰平枯三种典型水文年研究区水资源优化配置方案。同时,提出一种改进多目标猫群算法(IMOCSO),对模型进行高效求解,得到多情景下的供水区水库调度方案集,为制定晋中南-长治供水区水资源优化配置方案提供了理论依据。算例结果合理有效,能较好地反映晋中南-长治区供水要求,验证了模型的可行性,为供水区水资源分配提供了新途径。

基于IABC-PSO算法的区域水资源优化配置模型研究

近年来山西省水资源供需矛盾日益突出,采用科学有效的方法对该区域水资源进行优化配置十分关键。在综合考虑社会、经济、生态效益的基础上,建立了多目标水资源优化配置模型。针对传统粒子群算法的缺点,提出了改进的人工蜂群-粒子群算法(IABC-PSO);通过引入Logistic混沌映射、基于S型函数的非线性惯性权重以及改进的侦查蜂搜索算子,提升了算法的收敛精度及全局寻优能力。以晋中南部供水区为实例,运用IABC-PSO算法进行了水资源调配计算及分析。研究成果可为山西省“大水网”建设背景下的区域水资源配置提供一种新的求解思路。

我国儿童青少年体育健康促进多元联动的实践路径及推进策略

采用文献资料法和文本分析法,对我国儿童青少年体育健康促进多元联动的实践路径进行分析,认为我国儿童青少年体育健康促进多元联动存在政策执行效力软化、资源供需失衡、参与主体博弈分歧等困境。在借鉴国外经验基础上,以重叠效应理论、社会网络和社会支持理论、协同理论为基础,构建以“4点-6面-4线”为核心内容的儿童青少年体育健康促进多元联动的“金字塔”模型。提出推进儿童青少年体育健康促进战略发展一体化进程的策略:以平等互惠为原则,明确多元联动权责划分;以活动创新为渠道,打造多元联动动力引擎;以供求平衡为基本,保持多元联动资源供求;以数据驱动为导向,构建多元联动评价体系。

水循环与水资源合理配置模型(SWAM)Ⅱ:应用

为进一步检验SWAM功能,基于嫩江流域6个水文站的月径流系列、水库基本参数与入库径流、历年供用水量、水利工程分布情况等资料,构建了嫩江流域水循环与水资源合理配置模型,应用模型中的水循环模块,模拟分析了规划水平年2025年嫩江流域的水循环转化关系,在此基础上,计算了嫩江流域各地市可供水量,预测了规划水平年各行业的需水量,进行了水资源多目标优化配置分析,其中多目标模块设定3个目标(社会目标、经济目标、水量目标),应用NSGA-II求得非劣解集,选出嫩江流域2025年不同来水频率下的水资源合理配置方案,并将配置结果反馈给水循环模块。结果显示:(1)率定期(2010—2014年)6个水文站月径流模拟值与实测值的纳什效率系数均大于0.625,验证期(2015—2016年)6个水文站月径流模拟值与实测值的纳什效率系数均大于0.601,率定期与验证期的流量月过程线的拟合程度均较好。(2)嫩江流域2025年在P=50%的来水频率下,全流域的总降水量为1325.0亿m^(3),蒸散发量为886.0亿m^(3),下渗量为141.2亿m^(3),流域年末土壤水蓄变量为1.3亿m^(3),入境水量为135.0亿m^(3),出境水量为307.0亿m^(3),经济社会总取水量为131.5亿m^(3);其中,平原区地表水取水量为88.4亿m^(3),浅层地下水取水量为42.5亿m^(3),再生水取水量为0.6亿m^(3)。在P=90%的来水频率下,全流域的总降水量为1081.0亿m^(3),蒸散发量为953.3亿m^(3),流域年末土壤水蓄变量为-4.2亿m^(3);经济社会总取水量为138.9亿m^(3),地表水取水量为82.9亿m^(3),浅层地下水取水量为55.1亿m^(3),再生水取水量为0.9亿m^(3)。(3)在P=50%来水频率下,最优水资源配置方案对应的流域总需水量为134.3亿m^(3),总缺水量为2.8亿m^(3),缺水率为2.1%,经济损失量为1.5亿元,粮食减产量为51.0万t;在P=90%的来水频率下,最优水资源配置方案对应的流域总需水量为154.6亿m^(3),总缺水量为15.7亿m^(3),缺水率为10.2%,经济损失量为9.1亿元,粮食减产量为261.4万t。

求解动态维修资源优化调度的多目标进化算法

为解决维修资源调度过程中出现的维修资源预测不准、资源冲突的问题,本文建立了不同作战阶段的多供应中心-多需求点的的动态维修资源优化调度模型,使得多个供应中心可以及时、高效地对需求点进行维修资源调度,减少了资源调度时间和每个需求点的维修资源不满足量。为了更好地求解提出的模型,本文提出了一种改进的多目标进化算法,在经典的多目标进化算法的基础上,使用正态分布交叉算子、全局探索增强型差分进化算子和自适应变异算子的协同进化策略,提高了算法的局部搜索能力和种群的多样性。仿真实验表明,本文提出的算法具有良好的收敛性和分布均匀性,并且具有较高的求解效率。

海上突发灾难事件应急物资调度优化方法研究

为满足海上突发灾难事件救援对应急物资的需求,最大限度降低其带来的损失,根据海上突发灾难事件的特点,提出救助目标在受复杂气象、海况等因素影响发生漂移/扩散时的海上突发灾难事件应急物资调度方法。综合考虑海洋环境影响,引入救助资源包的概念。构建考虑时间、运力、物资需求等约束条件,以最大限度地满足物资供应可靠性为目标的海上突发灾难事件多级应急物资调度优化模型。通过算例对模型的应用进行验证。研究结果表明,事件形态的演变会影响应急物资集结点的选择,需要在预测事件形态时空变化的基础上合理确定海上应急物资调度方案。

灾害链、不确定供求和复杂应急资源分配网络的动态配置

基于灾害链、不确定供求和多周期情景,研究三层复杂应急资源分配网络应急资源的动态优化配置模型。该模型建立了3个带有主次关系的目标函数,分别为应急资源调度总时间最短、受灾人员损失最小和应急资源运输总费用最小,并从应急资源供给和需求等方面建立了相关约束条件。基于应急限制期约束对模型的多目标函数进行了转化,对相关参数进行了去模糊化处理,在此基础上给出具体算法,并用算例验证模型和算法的有效性和可行性。

滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。

缺水型大城市多水源调配管理技术体系与方法研究

针对缺水型大城市多水源供水系统日益庞杂带来的规范化和精细化调配管理问题,通过强化最严格水资源管理制度对城市多水源统一调配和管理的指导作用,从前期调配评估、调配系统构建、调度规程制定、调配方案编制四方面,探讨了缺水型大城市多水源调配管理技术体系,提出了城市水源-工程-单位-用户四层供水系统网络拓扑结构、城市供用耗排水量流转关系、水资源调配工程与管理体系、水资源日常调度规程、多水源联合调度模型等关键技术问题的解决思路与方法。将该技术体系应用于北京市水资源统一调配管理,结果表明:北京市供水系统可划分为4类水源-11类供水工程-4大水管系统-5大用户的网络拓扑结构。在此基础上,可构建由36家机关单位组成的水资源三级调度管理体系,按照调度会商-决策-实施-调整为核心的调度流程,依据统筹用水管控、水源配置、水量调度原则编制的水量调配方案开展日常水量调度工作。研究成果可为水行政主管部门推进水资源精细化调配管理工作提供技术支撑。

疫情事件下多灾点应急资源最优化配置研究

新冠疫情的爆发,使许多地区成为灾区,为了及时对灾区进行救援,灾后应急资源精准供给成为保障灾区人民安全的首要因素。本文利用SEIR预测决策时刻各灾区感染人数,由此计算灾区紧迫程度权重与物资需求量。基于紧迫程度构建以灾民满意度最大化、总成本最小化和考虑分配公平的应急资源调度多目标优化模型。提出多目标人工蜂群算法。针对人工蜂群算法易早熟等缺点,利用动态参数思想与Pareto解集来定义新的蜂群位置更新公式,利用教学优化思想对蜂群位置进行扰动,以避免算法陷入局部极值。通过算例进行模拟实验,结果表明,所提出的模型和算法可以有效解决疫情事件下多灾点应急资源最优化配置问题,且改进算法的性能更优。

陕西省流动人口健康知识水平与影响因素——基于健康资源供给的多层模型研究

应用2014陕西省流动人口卫生计生动态监测调查数据,引入多层线性回归模型分析了流动人口健康知识水平及其影响因素。研究结果显示陕西省流动人口的健康知识水平存在教育和城乡户籍的群体差异,在年龄和流动经历层面无群体差异;健康知识水平的影响因素包括婚姻地位、劳动性质和家人随迁,流入地健康资源供给的正向作用较为显著;省级层面的影响因素中,流出地省份的健康资源供给对不同人群的健康知识产生了显著影响。多层模型也为从流入地和流出地两个层面分析健康问题提供了工具参考。

基于图论的丽水市多水源供水配置模型研究

为了能更好地为城市供水规划提供指导,以丽水市为例,从图论的角度针对丽水市多水源供水的特点,建立了多水源供水优化配置模型。首先,将研究区域按高程进行分区,依据图论理论构建了供水系统概化模型;其次,以年运行费用最小为目标函数,建立了优化配置模型。计算方法采用遗传算法,对各供水分区进行供水量的配置计算,计算了现状年和两个规划水平年下的配置方案。为了验证模型的合理性,将现状配置方案进行对比,结果表明,本配置方案在运行费用上较现有方案可节省16.72%,该模型有一定的推广与应用价值。

面向关键设备系统多层级维修服务的性能合同设计及激励机制

近年来,设备制造业商务模式逐渐由卖产品转变为卖服务,性能合同成为管理关键设备生产-服务模式的新兴工具。针对多个供应商与运营商构成的多层级维修服务供应链,引入制造阶段的可靠性能力以及售后阶段的维修能力作为供应商的跨阶段服务能力决策变量,运营商以基于性能的合同(PBC)、基于资源的合同(RBC)为合同选项,采用两阶段序贯博弈为建模框架,研究多层级维修服务合同设计模型,着重分析两类合同对多个供应商投资服务能力的激励机制,发现:RBC导致供应商对可靠性能力投资不足,而PBC过度激励供应商投资可靠性能力。结论表明:可靠性能力和服务供应链结构的复杂性是关键设备服务合同设计的重要决策因素。该结论有助于更深入了解PBC合同的激励机制和无效性根源。

英国校园足球启示:网络路径整合及多元资源配置

就英足总宪章标准计划中校园足球的路径整合和多元资源配置进行研究。结果显示随着足总宪章标准计划的推行,学校足球、社区足球和职业足球青少年培养形成了初步的网络,拓宽了青少年足球发展的路径。而政府部门、社会和商业组织从资金和人力两个方面的多元配置为校园足球发展提供了稳定的动力资源。对于我国校园足球而言,要大力发展社区足球,在不断推广校园足球的同时,加强校园足球、社区足球和职业足球之间的网络路径。同时校园足球的发展不能仅仅依靠国家部门的拨款,要逐渐形成政府、社会和商业组织多元化的资源投入。另外还需要不断加强社区体育志愿者的培养。

4PL模式下供应链资源整合的多回合博弈决策分析

为了对4PL模式下供应链资源整合的收益与风险关系进行系统量化研究,本文从整合成本输入及整合收益输出关系入手,在整合运作框架基础上,从参与整合活动主、客体双方的整合收益与风险的系统性权衡与量化角度对资源整合的多回合博弈决策问题进行了分析。通过将博弈过程合理分段,并采用模糊隶属函数分别描述博弈子过程特征和资源个体的整合收益与风险指标变动特征,提出了以多回合博弈过程为变量的综合评价决策方法,真实地在柔性整合决策过程中反映了博弈双方的主、客观状况及其在不同谈判阶段的获利与风险心理。最后,通过算例验证,决策方法可行、有效。

基于现代水网建设的区域水资源多维调配

基于现代水网建设的区域水资源多维调配,旨在有效缓解区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题。以青州市为研究区域,2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%及95%保证率下,进行水资源供需平衡分析。在此基础上,基于现代水网建设,在社会、经济和生态多个维度下,构建了水资源多维调配模型。计算得到不同规划年不同保证率下的水资源多维调配方案。多维调配方案使青州市缺水地区的缺水率降低了10~30个百分点,生活用水、第一产业用水、二三产业用水以及生态用水得到合理分配。基于现代水网建设的区域水资源多维调配能够使区域缺水率显著降低,水资源综合效益最大化,可为区域水资源的高效利用与管理提供参考和依据。

南水北调一期工程受水区多水源水价模型的研究——基于水资源高效利用的边际成本模型

南水北调一期工程是缓解我国北方地区水资源短缺状况,促进水资源优化配置的重要措施。南水北调工程通水后,将形成当地地下水、地表水、工程水和南水北调工程外调水等多种水源供水格局。将水资源费作为一种变量,建立受水区多水源水价模型,合理调节受水区综合水价,可以实现南水北调工程的良性运行和受水区水资源的优化配置,达到人与自然的和谐共处。

机械制造中多代理技术的研究及应用

多代理系统 (MAS)是包含若干个代理的复杂的处理系统 ,具有并行性、智能性和柔性 .多代理的协调与协作是MAS的核心问题 ,代理间的通信是实现多代理协调与协作的手段 .将代理技术应用于工作流管理系统 ,可提高系统的整体性能 ,保证系统的可靠性 ;将其应用于供应链管理系统 ,可在全局上实现供需链系统的计划与调度 ;将其应用于动态联盟企业信息系统 ,可动态地进行企业组织结构的调整 ,减少企业联盟所花费的时间和成本 ;将其应用于企业资源计划及生产调度 ,可以通过协调各自的局部目标达到全局目标 .从国内外研究现状看 ,多代理技术还未臻成熟 ,尚需加强其基础理论研究和它与其他技术的集成化研究 ,相信随着研究的深入 。