基于双层增量动态规划法的机组实时优化分配系统

介绍了基于双层增量动态规划法对福建棉花滩水电开发有限公司机组间负荷优化分配模型以及建立面向对象编程框架,开发出了高度可配置型的功能强大且使用方便的应用软件系统。该应用软件系统在发电调度中得到了实际应用,经济效益明显。

考虑网架动态重构的主动配电网双层扩展规划

为研究主动配电网控制技术应用下的扩展规划问题,在考虑主动配电网灵活运行的网架结构的基础上,建立主动配电网扩展规划双层模型。首先,研究考虑网架动态重构的主动配电网扩展规划的主要流程框架,并据此构建主动配电网双层扩展规划的数学模型,模型中规划层以配电网年综合费用最低为目标,运行层以分布式电源消纳量最大为目标。将配电网网架结构动态重构对配电网运行的影响转化为运行层模型,模拟和量化其对规划阶段工作的影响。其次,模型求解过程中,基于图论＂避圈法＂改进配电网的网架编码,提高可行解的生成概率。利用遗传算法和十进制整数粒子群算法双层嵌套的形式,对模型进行求解。最后,以配电网为算例验证了所建模型的合理性和有效性。

基于增量动态规划法的热油管道优化运行研究

在分析热油管道运行、输油泵及加热炉工作特性的基础上,以原油管输的能耗费用最小为目标函数,考虑原油进/出站温度、加热站热负荷、进站压力以及管道强度等工艺约束条件,建立了热油管道运行优化数学模型,并引入增量动态规划法对模型进行求解,该方法能显著减少枚举和计算量,降低解空间的复杂度,加快程序执行速度。以一个由13座输油站,2条掺入支线和2条分输支线构成的原油管道系统为例,决策出最优的管道运行方案。实例计算验证了模型的合理性和算法的有效性。

考虑货物品类的铁路货运动态定价模型研究

随着我国经济社会的发展,铁路货运需求不断增加,有效的动态定价策略成为铁路运营管理中的一项重要环节,因此有必要设计一种适应不同情况下的铁路动态定价模型。在总结现有的铁路货运动态定价研究成果的基础上,以广州局集团公司为例,将货物分为大宗货物及其他品类货物,分别建立动态定价模型。针对大宗货物运输,提出基于三叉树的动态期权定价模型;针对其他品类货物运输,建立以铁路运输企业收益最高、客户广义费用最低为目标的双层规划定价模型。选取大朗—吴家山区段货物运输进行实例分析,求出相应的运价。研究结果表明,该方法能够更好地适应市场的变化,保障铁路运输企业和客户的利益,为运输企业的定价决策提供参考。

基于双层规划的容器云资源动态配置算法

本文分析容器云资源动态配置决策问题,通过定义容器云资源的调度任务,求解得到容器云资源调度时间;利用容器云资源调度任务的最短时间矩阵,获取容器云资源调度所需的条件。在双层规划条件下,求解容器云资源调度的目标函数和约束函数;考虑到用户的任务情况和云数据中心的云资源状况,在虚拟机上构建一个到物理主机的矩阵,通过构建容器云资源动态配置结果在优化时的目标函数,结合约束条件,实现容器云资源的动态配置。实验结果表明,资源动态配置算法不仅可以提高容器云资源的利用率,还可以减少配置完成时间,具有更好的动态配置性能。

基于增量式拟进化规划算法的TE模式切换最小时间动态优化

以往对聚烯烃牌号切换的优化一般采用序列二次规划和迭代动态规划方法。本文针对不同成分产品之间的切换问题,建立两层控制结构的牌号切换系统:回路控制层和牌号切换层,通过控制变量参数方法转化为带有约束的非线性规划问题。针对该问题控制变量轨迹的特性,提出一种增量式的拟进化规划方法(IEA)。对于最小时间优化问题,采用双层优化策略:内层以某个给定末端时间产生可行解,搜索可行域;根据内层可行域的大小,收缩末端时间。将该方法应用于TE仿真系统,得到TE模型两种不同生产状态之间切换的最小时间和切换过程中操作变量的轨迹,验证了所提方法的有效性。

增量动态规划在小浪底水利枢纽优化调度中的应用

基于优化理论,运用增量动态规划原理,研究并建立了小浪底水利枢纽的优化调度数学模型,对模型进行了系统分析和求解,应用结果通过验证比较满意。

网级路面管理系统中项目优化模型的双层优化

根据道路管理者在项目决策过程中的决策心理,将项目优化分解为资金分配和项目分配两个相互影响又相互独立的过程,并由此建立了由资金分配模型和项目分配模型组成的项目优化模型的双层优化结构.利用动态规划和遗传算法对上述模型进行了有效的求解,结果显示,该模型及算法较好地弥补了传统数学优化法计算速度慢、计算结果不能指导实际工作的缺点.

交通网络建设序列的动态规划方法

交通网络建设序列优化是交通规划中一个重要问题。文章对交通网络设计及其建设序列问题的研究现状进行了分析。按照网络建设中规划者和用户间的关系,以交通网络建设序列下的各阶段系统总费用作为上层规划,以各阶段的交通流用户平衡模型作为下层规划,建立了双层规划模型。并依照问题的特点,采用动态规划的求解方法进行探讨,而下层模型则采用了基于路径搜索的GP算法进行求解。并针对网络规划算例进行了计算,针对固定和变动客流OD两种情况下的结果进行了分析。计算的结果表明,问题的双层规划模型和动态规划求解算法能够为路网规划决策提供支持。

基于双层动态时段划分的配电网重构

动态网络重构能有效降低配电网的网络损耗以及分布式电源的弃风弃光量,为此提出了基于双层动态时段划分的配电网重构方法。上层优化中以网损成本与弃风弃光惩罚费用之和最小为优化目标,决策变量为主动管理元素的出力;下层优化中则以网损最小为目标函数来确定各时段开关状态量。为了减小模型的规模与复杂度,提出了将割集法作为辐射状约束的表示方法。同时,将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并结合和声搜索算法对其进行求解。通过改进IEEE 33节点系统进行仿真,验证了所提方法的实用性和有效性。

考虑充电路径的AGV无线充电系统双层规划

自动导引小车(AGV)作为一种智能搬运设备已广泛应用于仓储物流等领域,为解决传统充电方式充电时间过长影响工作效率的问题,提出了动态和静态无线充电相结合的充电方式,在AGV工作路径上铺设无线充电线圈,可使AGV连续不间断工作。为更加经济地铺设无线充电站,提出考虑充电路径的无线充电系统双层规划模型,上层模型构建了无线充电站最低建设成本的优化配置模型,对无线充电站的位置、充电功率、储能装置容量等进行协调优化;下层模型为考虑无线充电的路径规划模型,采用改进的A^(*)算法优化AGV的充电路径。最后通过遗传算法对整体模型进行求解,并对充电桩驻点充电和无线充电两种充电方式进行了对比,结果表明无线充电可有效节约充电时间,有利于提高AGV的工作效率。

动态竞争环境下的物流配送中心双层规划模型

考虑服务水平、产品价格、沟通便利性和距离对客户效用的影响以及服务水平和产品价格之间的关系,建立动态竞争环境下,以企业为领导者、以竞争者为跟随者的物流配送中心双层规划模型,以带精英策略的快速非支配排序等遗传算法设计迭代求解算法并进行仿真分析.仿真结果表明,企业总利润和总销量所占比例分别为49.19%和55.66%,不仅有效平衡了产品价格和服务水平,而且以满意的利润获得了市场份额上更大的优势.

考虑移步需求的无桩型共享单车动态调度研究

共享单车系统自发的不均衡性导致单车数量分布与用户需求分布之间产生偏移,降低了系统服务能力,需要调度实现再平衡.现有动态调度算法缺乏考虑起点车辆供给不足,用户在出行过程中"再次"取车的移步需求,难以准确识别用户真实的出行需求分布,降低了调度效果.本文提出以用户出行选择行为为下层,以调度车辆路径规划为上层的双层规划模型框架,设计结合仿真系统的启发式求解算法.算例场景基于上海市虹口、杨浦区共享单车历史出行数据搭建,并进行网格化处理.算例结果表明,模型能有效识别移步需求,提高共享单车的供需匹配能力.针对各类调度资源配置情况,共享单车的供需匹配率提升18.07%~19.89%,提高了共享单车系统的管理效率.

中短途公路与铁路竞争下动态火车票价制定问题

铁路定价,传统的方法都是确定单一票价,即使是确定动态票价,其中的动态票价集已经是给定的.文中在前人的灵敏度分析方法和双层规划模型研究基础上,重点研究了短途公路与铁路竞争下,动态火车票价的制定问题,通过一个非线性规划模型求得动态票价,所得数据表明动态火车票价比单一票价收益高,且具有可行性.

考虑需求响应的增量配电网分布式电源优化配置

为促进配电网发展和提高配电运营效率,我国新电改方案允许放开增量配电投资业务,因而会出现公用配网之外的增量配电网。增量配电网作为独立运营商,其运营模式、资源配置和投资决策与公用配电网具有不同特点。基于此,提出一种计及需求响应DR(demand-side response)的增量配电网分布式电源DG(distributed generation)规划-运行双层机会约束优化配置方法。下层运行模型以增量配电网负荷曲线最优为目标,决策增量配电网峰谷平各时段向负荷售电电价;上层规划模型以下层运行优化为基础,考虑增量配电网全寿命周期净收益最大从而决定DG的安装位置与容量。针对DG与负荷出力的概率分布、DR侧负荷的时序性,利用中值拉丁超立方抽样技术对各时段内服从特定概率分布的DG与负荷进行处理,形成24个时段内DG与负荷的初始时序样本和DR侧负荷变化量的时序样本,并采用随机模拟嵌套精英保留策略遗传算法对上述模型进行求解。IEEE 33节点系统的仿真结果验证了该方法的合理性与有效性。

中短途公路与铁路竞争下动态火车票价制定问题

在灵敏度分析方法和双层规划模型研究基础上,重点研究了短途公路与铁路竞争下,动态火车票价的制定问题,通过一个非线性规划模型求得动态票价,所得数据表明动态火车票价比单一票价收益高,且具有可行性。

一道工序RGV系统动态调度分析

在自动化生产过程中,CNC加工物料的时间固定,为了使智能加工系统效率达到最优,输送系统的运作方案就变得至关重要,为使输送效率达到最高,建立了一种高效、运算简单的RGV系统调度模型。以RGV输送效率最高设定单目标函数,在一道加工工序下分别建立一级动态预调度模型(不考虑CNC发生故障的情况)和重调度模型(考虑CNC发生故障的情况)研究RGV的动态调度问题,其工作效率分别达到了95%和82%。

自动闭塞区段重载列车自动驾驶运行决策研究

重载列车编组长、载重大,且自动闭塞区段信号动态多变,导致列车操纵频繁停车、线路通行效率低下。所以,重载列车自动驾驶系统在进行自动闭塞区段操纵决策规划时,既需要考虑按计划通行又需要考虑动态停车的情况。为此,文章分析重载列车的动力学特性以及自动闭塞区段信号变化的特点,提出同时满足通行效率和平稳停车的双层协同重载列车自动驾驶运行决策模型。该双层模型通过运行耦合点连接,其中上层模型以图定时间为约束,以节能、平稳运行为目标,优化操纵曲线,计算节能、平稳最优目标下的耦合状态区间;下层模型考虑最不利信号(停车)约束,引入上层模型的最优耦合状态为优化始端,以安全、平稳停车为目标,优化操纵曲线。在朔黄东线的自动驾驶试验中,该模型实现了列车全程零接管,并能够在保证列车运行通过效率的同时,提升列车运行的安全性及平稳性。

中心城区高校停车泊位共享的动态分配模型及效果评价

以提升中心城区高校停车场泊位利用效率为目标,建立高校共享泊位决策——停车者泊位分配的双层模型,上层模型综合考虑高校停车供需特性和预留泊位要求,提出高校停车泊位共享方案的4类判断准则,下层模型进行停车泊位需求时变状态预测,提出改进的SEM-Logit停车行为选择模型进行实际停放过程的模拟,并提出共享泊位动态分配具体流程。定义泊位共享效率、停车失败率和泊位占用率3个指标进行共享效果评价。选择南京市南京医科大学和周边居住区停车场为实例,对模型进行验证。研究结果表明：高校停车共享时段宜设置在7：00~8：00,10：00~12：00以及16：00之后3个时段,居住区共享时段集中在7：00~10：00和午后12：00~15：00;高校在夜间向居住区开放泊位,居住区在上午和下午向高校开放的效率更高;共享泊位后,高校和居住区过饱和停车现象显著降低,泊位利用率有所提升。

基于长距离折扣情况下的铁路货运动态定价分析

为了更好地推进“公转铁”及提高铁路货运竞争力,本文根据当前铁路货运“一口价”收费情况,考虑长距离下基于不同折扣系数,根据货运量与货运价格进行动态定价,并基于安全性、时间、碳排放成本等当前社会因素,考虑铁路、公路的广义总成本建立双层规划模型。上层考虑铁路货运收入最大化,下层考虑货主运输货物的广义总成本最小化,并基于某铁路局长距离大宗商品的货运情况进行求解,得出了在考虑碳排放等广义总成本下,铁路货运市场有较好发展前景。在长距离运输中,给予适当的折扣可以带来货运量增长并提升铁路货运总收入;但继续降价会降低铁路货运总收入和产生恶性竞争现象。