基于改进生物迁徙算法的双资源柔性作业车间节能调度问题

节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基于工件-机器-工人的三段式编码方法表示调度解,并设计了一种种群初始化方法,以改善初始调度解的质量。考虑到基本生物迁徙算法无法直接应用于离散车间调度问题,提出一种基于交叉操作的离散迁徙算子,使算法能够直接在离散调度空间内进行搜索。此外,在迁徙算子中引入转换概率动态调整策略,以平衡算法探索与开发能力,另外增加了一种记忆池机制,避免算法过早收敛。对于个体更新算子,设计了一种局部搜索算法嵌入其中,以增强算法局部搜索能力。大量实验结果表明,MBMA算法的计算结果优于其他算法。

基于GIS的生物迁徙廊道构建方法探索及应用

随着城市化步伐的加快,持续扩张的城市建设用地导致物种栖息地不断流失,生态廊道作用有限或受到挤占,生境破碎化程度日益严重。利用图论中最短路径算法和ArcGIS的空间分析功能,对生境中动物迁徙廊道的识别与构建进行研究;在此基础上提出通过生物迁徙廊道构建生物栖息地的概念,对区域的生物栖息地进行生态恢复与重建,保持区域物种多样性起到关键作用。该方法为区域土地管理以及生态环境保护规划提供一定的科学依据。

自然保护地连通网络构建与优化的方法及前瞻

全球自然保护地的保护成效已被广泛认可,但仍面临覆盖面积、生态系统代表性和物种保护程度不足等问题;同时,多数自然保护地面积小、连通性差,且面临气候变化与人类活动威胁,迫切需要通过自然保护地扩张与连通性管理,系统提升自然保护地的稳定性及其保护成效。尽管已有研究尝试通过生态廊道实现自然保护地连通,但尚未形成统一的概念,且缺少构建与优化框架的普遍共识。本文系统梳理相关研究进展,提出了自然保护地连通网络的概念内涵和分类体系,以及连通网络构建与优化框架及常用方法。自然保护地连通网络根据保护目标可分为生物迁徙网络、结构稳定网络和气候连通网络,按照“自然保护地扩张—景观阻力面构建—生态廊道提取—连通网络优化”框架,基于不同方法进行构建与优化。当前自然保护地连通网络研究侧重静态视角下构建短期有效的连通网络,强调直接生态效益而忽视保护投入与社会价值。未来应使用长时序数据基于动态视角构建自然保护地动态连通网络;应对土地利用变化与气候变化威胁,保障自然保护地连通网络的长期有效;权衡多重保护目标,以及发展与保护的需求,基于成本—效益分析确定连通网络构建与优化的最佳方案;提升连通网络的社会附加价值以获得更多支持。