主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型

无功平衡是制约孤岛可行性和安全性的重要因素,而作为主动配电网主要无功电源的分布式电源自身功率特性常常被忽视,使孤岛功率平衡难以满足。为调和模型求解速度与准确度的矛盾,构建了一种主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型。该模型基于解析几何模型线性化DG的P-Q功率极限,有效计及了双馈风力发电机、同步发电机和逆变型发电机的功率特性;通过双线性模型线性化含电压功率乘积项的基尔霍夫电流方程;分离约束模型解决孤岛网络拓扑变化和负荷切除的问题;采用特殊排序集合2线性化平方项。通过算例验证了所提模型,结果表明:所提模型求解准确度高、适应性好,DG运行点满足功率特性,符合工程实际;合理化分段数取值是保证孤岛方案可行性和模型求解准确度的关键,推荐取分段数大于等于12,但其与求解CPU时间无单调关系。

应用于输电网中长期规划的混合性规划模型

在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出一个应用于输电网中长期规划的混合性规划模型。该模型采用静态安全柔性约束、故障发生概率、可靠性成本、投资费用、期望缺供电量(expected energy not served,EENS)以及缺电时间期望(loss of load expectation,LOLE)等因素来计算、评估潜在故障的影响,并通过建立电网成本期望值最小的目标函数、经济性约束和可靠性约束保证电网规划的可靠性和经济性,利用直流潮流模型和最优潮流模型将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,采用商业优化软件CPLEX进行寻优计算,实现了为输电网规划寻找最优规划方案的目的。最后,通过与传统规划模型的比较和实际电网算例验证了模型的合理性、有效性和经济性。

基于混合整数规划模型的农产品物流网络优化

结合湖南新农村建设实践,对农产品物流网络规划的主要任务进行了阐述,对农产品现代物流网络优化方法进行了分析。在此基础上,运用混合整数规划模型,建立了农产品物流网络优化模型,并通过应用实例,运用两层分解寻优算法求解该模型,给出了特定农产品物流网络优化方案。

电力市场环境下输电网混合性规划模型

随着中国电力市场的发展与完善以及电网新技术的采用,电网规划尤其是输电网规划面临着新问题和新挑战。为了应对上述情况,文中在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出了一个在电力市场环境下应用于输电网中长期规划的多场景混合性规划模型。该模型整合了确定性规划准则和概率性规划准则的相关约束和参数,包括:柔性约束、投资费用、电力供应、购电费用、时间成本、故障发生概率、可靠性成本、期望缺供电量(EENS)以及缺电时间期望(LOLE)等。同时,通过定义多个场景来模拟电力系统的负荷水平,并考虑电力市场的因素,将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,通过直流潮流模型和商业优化软件CPLEX,寻找输电网最优规划方案。最后,通过与传统规划模型的对比和实际电网算例,验证了该模型的有效性、灵活性和经济性。

工期-成本优化的混合整数规划模型

探讨了工程成本与时间曲线为非线性时 ,成本与工期的优化问题。通过建立混合整数规划模型 ,提出了综合考虑成本与时间关系时工程计划的优化方法 。

基于两阶段混合整数规划模型的洪涝灾害应急管理研究

本文以洪涝自然灾害为现实背景,考虑多种应急物资、灾情的不确定性和应急救灾的多目标性,集成优化灾前准备和灾后响应两阶段,建立了一定最大救援时间下的两阶段多目标混合整数规划模型。模型的目标一是使得不同灾害情景下灾后响应阶段总物资不足惩罚和延误损失的期望最小,目标二是使得灾前准备阶段应急物资存储点建造成本、物资存储成本及灾后响应阶段物资分配成本之和最小。该模型保证了应急救灾的及时有效以及物资的公平分配。本文设计了一种多目标遗传算法用于模型求解,结合具体算例,得到了模型在最大救援时间为4到9区间内任意数值下的pareto最优解,很好地适应了决策者不同的决策需求,并根据pareto应急方案的数目,灾后响应阶段成本期望和两阶段总成本等模型的三个关键产出随最大救援时间的变化趋势,得出最优的最大救援时间为5.7。

技术站配流与调机运用综合问题的混合整数线性规划模型

为进一步提高铁路技术站作业计划编制效果,针对采用一台调车机车解体和一台调车机车编组的技术站配流与调机运用的综合问题,作者确定了出发列车的编组内容和解体(编组)调车机车的解体(编组)任务,使得出发列车满足列车编组要求,且车辆在站总停留时间最小。基于单机器调度理论和资源分配理论,在将原问题分解为解体子问题、配流子问题和编组子问题的基础上,首次建立原问题的混合整数线性规划模型。最后,采用既有文献中普遍采用的算例对该模型进行计算分析,并与其他研究方法进行比较。计算结果验证了该模型在问题描述上的正确性以及在消耗更多计算时间前提下计算质量上的优越性。

基于动态优先级的机坪车辆避冲突运行规划方法

【目的】针对机坪车机混行环境,提出了一种考虑动态优先级的避冲突运行规划方法。【方法】首先,从作业效率和运行风险两个层面,提出动态优先级计算方法,完善了多类型保障车辆时变冲突风险划分的规则。其次,考虑保障车辆运行规则和物理特性,建立了考虑行驶和等待时间最小化的混合整数规划模型。最后,设计全局路径优化的两阶段算法进行求解,并通过低时间复杂度的改进冲突探测方法,弥补了传统方法求解大规模复杂问题在时效性方面的不足。【结果】实验表明,设计的算法在大、小规模场景均有较好的适用性,相比对照算法,冲突优化幅度提升7.6%,车辆与航空器冲突占比降低7.5%。【结论】所提方法满足了保障车辆差异化运行要求,实现了车辆和航空器混合运行环境下避冲突路径规划的功能。

双层过道布置问题的混合整数规划模型及启发式求解方法

针对布局活动中为节约用地成本设施被迫布置在多层空间的情况,提出双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数规划模型。该模型考虑了设施在两层空间的布置优化,且不同层设施之间存在物流交互,交互通道为放置在过道最左边的货梯。针对该问题,提出一种基于C2Opt邻域搜索的启发式算法,同时引入inversion程序产生扰动,采用倒置的方式重新排列当前设施序列,以避免算法陷入局部最优,并设置了最优设施序列的记忆功能,以保留邻域搜索过程中的精英解。基于建立的混合整数规划模型,运用Lingo软件对28个测试问题(9~49个设施)进行了精确求解,进而应用所提启发式算法对所选测试算例进行测试,并与3种启发式算法的求解结果进行对比,结果表明所提启发式方法在求解质量和计算时间上均有良好表现。

基于混合整数规划模型的星树型油气管网布局整体优化研究

油气管网建设成本巨大,因此需要根据管网的特点对其布局进行优化来降低投资,保障其合理性和经济性。本文针对油气集输系统管网设施选址离散性的特点,建立了考虑集输半径约束、处理容量约束以及数量约束条件的星树型油气管网的混合整数规划模型,并以陆上虚拟气田为例,采用分支定界法整体求解数学模型,得到了不同约束条件下的最优集输方案,分析了单个约束对整体布局的影响,进行了分级优化与整体优化下的井组划分和管网投资对比;最后以某陆上油田和海上油田为例进行了整体优化求解,进一步验证了模型的可靠性以及整体优化集输方案的经济性。

双层过道布置问题的混合整数非线性规划模型及两阶段改进模拟退火算法

结合实际布局活动中,设施在多层空间布置的实际情况,提出了双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数非线性规划(MINLP)模型。针对问题特征,提出了一种改进模拟退火算法,通过采用两阶段改进策略,对退火过程及抽样过程进行改进。该算法以自适应搜索策略替代马氏链搜索长度,并引入记忆功能、回火操作以提高求解质量,通过设置双阈值来提高求解效率。应用所提算法对24个基准算例进行测试,并将其与原模拟退火算法和GUROBI精确方法作对比,验证了所提算法的有效性。

智能自动化导引车配对调度的混合整数规划模型

为了提高自动化集装箱码头中混合尺寸集装箱搬运作业的效率,研究了由20 ft的智能自动化导引车(Intelligent and Autonomous Vehicle,IAV)配对并协调完成搬运作业:以最小化整体作业完成时间、空载时间和最大化闲置时间为目标,建立多目标混合整数规划模型,确定导引车配对调度方案;设计实验研究参数变化对模型特征的影响;对目标函数进行Pareto分析.通过实例验证了模型的有效性和可行性,为自动化集装箱码头提供IAV配对调度的参考方法.

油田注水管网布局优化混合整数非线性规划模型

在油田注水开发中,注水管网的合理布局不仅可以有效减少系统投资,而且是保证注水管网经济、高效运行的关键环节。对此类问题的研究大多采用一般的分级优化方法,最终计算结果受初始方案影响较大,且大多将管网基础建设投资简化为管网总长度的函数,具有一定局限性。为研究注水管网的合理布局,针对注水井区域划分及配水间的站址优化问题建立了混合整数非线性规划模型,采用模拟退火遗传算法进行两阶段求解得到最优的配水间位置;采用Dijkstra算法以加权距离最小为目标确定注水管网的拓扑结构,最后将模型应用于大庆油田某区块进行油田注水管网布局优化。结果表明:与一般的分级优化方法相比,该方法的计算结果更具有经济性,可得到科学可行的注水管网布局方案。

基于贪心混合定位算法三阶段排样问题研究

针对三阶段排样板材利用率问题,提出了基于贪心混合定位算法的三阶段排样优化方法。以板材利用率为优化目标,首先建立带约束的混合整数规划模型,对三阶段排样问题进行分割;其次将板材分成3个分区并使用贪心算法对输入序列进行排序优化;最后使用混合定位算法对候选矩形件找最优板材放置分区。研究采用数据规模为3 000块矩形件的4组板材数据集进行验证,结果表明,所提模型较其他算法板材利用率得到提高,且运行时长大幅缩短。

基于混合整数规划模型的农村物流配送站选址研究——以灵川县为例

农村物流作为“乡村振兴战略”和农村电商发展的关键环节,正受到社会各界的关注。相较于城市物流,农村物流具有物流数量少、需求分散、基础设施相对落后等特点,共同配送成为解决农村物流问题的有效途径。论文以桂林市灵川县中部地区的44个行政村为调研对象,通过建立混合整数规划模型对该地区农村物流配送站的选址、服务范围及配送路线进行重新规划。在综合考虑的基础上选定其中7个村作为预选配送站,借助LINGO软件对混合整数规划模型进行求解。结果显示将民治村、粑粑厂村、谭下村和三街村作为农村物流配送站最为合适。

基于混合遗传算法的可变尺寸货物装箱问题研究

目的针对冷链运输中的生鲜打包及装载优化问题,提出一种允许货物以体积恒定为前提进行尺寸变化的包装装载方案,以最大化集装箱的空间利用率。方法基于上述问题,构建非线性混合整数规划模型,为了方便CPLEX或LINGO等求解器对该非线性混合整数规划模型进行求解,采用一种分段线性化方法,将该非线性模型进行线性化处理。由于所研究问题具有NP-hard属性,无论是CPLEX还是LINGO都无法有效求解大规模算例,因此设计一种有效结合遗传算法与深度、底部、左部方向优先装载(Deepest bottom left with fill,DBLF)的算法。结果大小规模算例实验验证结果表明,混合遗传算法能够在合理时间内获得最优解或近似最优解。结论所提出的可变尺寸包装方案有效提高了装载率,有益于客户和物流公司。

延误条件下高速铁路列车运行时刻表混合调整策略研究

高速铁路列车在运行过程中受各种外部干扰可能导致列车延误。为提升调度员面对复杂延误情况的应急处置效率,研究针对列车轻微延误、严重延误情况下的自动调整方法,提出考虑列车到发时刻、发车顺序、计划外停车、限制列车被越行次数、取消列车的混合调整策略,建立符合列车实际运行状态的混合整数规划模型。以所有列车总延误时间最小为调整目标,设计改进遗传算法求解,并采用京沪高铁部分线路数据验证混合调整策略的有效性。实验表明,在轻微延误、严重延误场景下,采用混合调整策略比常用的先来先服务策略分别减少总延误时间16%、10.7%以上,能够有效减少列车晚点情况的发生,快速恢复行车秩序。

输电网络的非线性混合整数规划模型构建

输电网络扩展规划可通过构建非线性混合整数规划模型实现优化。文中提出一种融合Benders分解技术的建模思路。输电网络扩展规划中的目标函数设定为寻求新建路线投资额与系统运行费用总和最低值。原问题经Benders技术分解可解读为投资决策与运行模式问题,基于解读问题构建模型并交替求解,可得到原问题的理想规划方案。

碳减排背景下考虑时间窗的多式联运路径规划问题研究

一、前言经济全球化加快了世界经济的发展速度,不断完善和发展低碳物流对实现节能减排目标、缓解全球气候变暖等环境问题具有重大意义。刘杰等[1]研究了低碳背景下的多式联运路径规划问题,建立了以碳排放总量最小化和运输成本最小化为目标的多目标0-1规划模型;王清洲等[2]研究了复杂运输情景下的绿色多式联运路径优化问题,建立了基于Witness仿真的路网模型;刘松等[3]研究了碳排放限制下的冷藏集装箱多式联运路径优化问题,考虑了受发班时间影响而动态变化的货损费用和冷藏费用;徐前景等[4]建立了基于物联网的多式联运配送路径规划模型。本文主要研究在碳减排背景下考虑时间窗的多式联运路径规划问题,建立了综合考虑运输成本、运输时效性和碳排放总量三个因素的多目标混合整数线性规划模型。

柔性流水车间调度模型与混合引力算法

针对柔性流水车间调度问题,利用机器特定事件点来描述工件的机器选择,再以最小化最大完工为目标,考虑工艺约束和时间约束构建了柔性流水车间调度的混合整数线性规划模型,用GAMS/Cplex找到小规模问题的全局最优解。为快速求解大规模问题的近优解,提出了结合瓶颈启发式的引力搜索算法,利用瓶颈移动技术和John Son方法的解码机制,寻找最小化最大完工时间的最优调度方案。实验结果表明,所提出的模型及算法能高效地求解以最小化最大完工时间为目标的柔性流水车间调度问题。