基于联合多目标概率密度模型的多目标检测前跟踪算法

针对多目标环境下的检测前跟踪问题,提出了基于联合多目标概率密度(JMPD)模型的检测前跟踪(TBD)算法。JMPD模型同时模拟目标数目及其联合状态,采用粒子滤波递归估计JMPD实现目标数目及其状态的估计。仿真实验表明,所提算法在较小的延时检测的情况下,能准确估计目标的出生及消亡,并且航迹跟踪精确稳定,实现了对多个微弱目标的检测及跟踪。

混合整数非线性规划问题的扩展联合多目标的差分进化算法

为高效求解混合整数非线性规划问题,提出了一种优化的扩展联合多目标差分进化方法(ECMODE)。该方法借助整数变量连续化方法,把混合整数非线性规划(MINLP)问题转换成只有连续变量的非线性规划(NLP)问题,再采用联合多目标的差分进化方法 (CMODE)来求解。通过对7个MINLP测试问题的计算研究,验证了ECMODE方法的可行性和有效性,所获得的寻优结果优于文献报道的MDE和DETL方法,具有较大的应用潜力。

城市河网工程群多目标联合调度优化模型

城市河网工程群联合调度优化是一项复杂的系统工程,涉及多种闸、泵、堰等水利工程,是多时段、多对象、多约束、多目标非线性优化问题。基于此,提出了面向河网水环境改善目标的水工程群多目标联合调度优化模型,综合运用了“水量水质模型—优化调度模型—优化求解算法—方案优选方法”耦合方式,构建面向河网水环境改善的工程群多目标联合调度优化模型,并采用EMMOPSO算法的优化模型求解、基于AHP-TOPSIS的联合调度方案优选,以实现对河网水工程群联合调度的优化与决策支持,选择了长三角地区某城市河网开展了优化模型关键技术的数值试验与案例分析。结果表明:相较于水工程常规调度方式,本优化模型可以减少河网生态引水量23.9%~28.5%、提升河网水体水质达标度11.8%~90.4%,优化模型能够支撑平原城市河网地区取得显著的防洪除涝、水资源调配、水环境改善等多方面的综合效益。

基于非参数回归响应面法的高精车铣复合机床床身多目标联合优化设计

精密化是机械加工领域追求的目标,数控车铣复合机床作为高端机械加工装备,其床身的动静态特性对机床加工精度有显著影响。针对当前床身结构优化方法效率低、效果差的问题,文章提出一种非参数响应面法的多目标联合优化方案。该方案首先根据有限元分析结果挑选出模型的优化尺寸,并将床身质量、最大形变、一阶固有频率作为联合优化目标;通过建立参数试验对尺寸进行敏感性分析,精准选出敏感性较大尺寸;基于非参数回归法建立响应面,导入所选尺寸,计算试验样本的响应值,建立非参数回归响应面优化模型,并采用多目标遗传算法找出最优设计方案。最优方案优化结果为:机床床身最大形变降低约14.667%,一阶固有频率提升约3.187%,质量降低约1.208%。结果表明该优化方案能够高效提升机床床身动静态特性,为机床优化设计提供理论依据。

EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化模型——基于z标记的多参量灰色GERT网络

针对EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化问题,构建基于z标记的多参量灰色图形评审技术模型。首先,借鉴计划评审技术网络的建模思路,构建由3个分别表示设计-采购-施工任务执行流程的子图形评审技术网络图构成的多参量灰色图形评审技术网络分析模型;然后,在探讨正常执行活动与返工执行活动的时间与费用、费用与质量之间函数关系的基础上,提出基于三元区间数形式表征输入参量与输出参量不确定性的并行执行时间、费用与质量的矩母函数构造方法;其次,在分析设计-采购-施工任务并行执行下多参量灰色图形评审技术网络各参量求解方法的基础上,给出了该网络关键性时间节点开始执行时间与总执行时长的求解方法;最后,依据EPC模式下建设项目需求,分别构造了基于进度导向型与质量导向型的多目标联合优化模型,并以某会议中心项目为例,验证了所构建模型的有效性。研究成果为评估EPC模式下设计-采购-施工任务在并行执行过程中的进度、费用与质量目标的达成情况提供了科学的定量化分析方法,同时也为EPC模式在中国情景下的推广奠定了理论基础。

钱塘江梯级水库中长期多目标联合优化调度研究

新安江、富春江水库是华东电网的主力调峰电厂,对电网的安全、稳定运行起着重要作用。为了充分利用钱塘江流域的控制性水利枢纽——新安江水库的调节能力,进一步发挥梯级水库群的综合效益,本研究以新安江、富春江梯级水库为研究对象,建立协调发电量及弃水量的梯级水库联合调度模型,并采用DPSA算法求解,得到不同典型年下梯级水库联合优化调度过程。结果表明:与单库调度运行相比,联合优化调度的发电量提高2.85%、弃水量降低17.5%,联合调度能更好地发挥两库的水资源综合利用效率。

包头市地下水-地表水联合调度多目标管理模型

运用管理模型对地下水和地表水资源优化调度 ,解决包头市水资源短缺问题。首先建立双层含水层地下水流数值模拟模型 ,并求得地下水系统单位脉冲响应函数。考虑水资源与社会、经济和环境的关系 ,构建地下水 -地表水联合调度多目标管理模型。决策变量为潜水和承压水开采量、各地表水厂向各管理子区的供水量 ,主要目标为最大限度完成工业总产值、供水费用最小、最优控制地下水位和尽量满足农业灌溉用水。模型归结为求解线性目标规划问题。结果表明 ,优化总供水量为 6663 8 9× 1 0 4 m3·a- 1 ,其中地下水供水量为 1 3 5 0 6 2× 1 0 4 m3·a- 1 ;优化方案最大限度地满足规划需水量 ,使有限的水资源发挥最大的经济效益 ;通过对地下水开采量的控制 ,地下水流场趋于合理。

水电站水库群多目标联合调度风险评价决策研究

水电站水库群多目标联合调度涉及不确定性因素众多,寻求风险可接受水平下的最佳调度方案存在诸多困难。一方面对梯级水电站水库群联合调度过程中产生的各类风险进行综合分析,并在此基础上构建联合调度风险评价指标体系及多目标风险决策模型,另一方面基于熵权法确定权重的思想确定多个风险评价指标的权重,并采用逼近于理想解(TOPSIS)的方法对模型的非劣解集方案进行优选排序,以获得最佳调度方案。溪洛渡-三峡梯级水库群联合调度的实例应用结果表明,所建模型与方法能兼顾各个调度部门的效益与风险,并为管理人员的调度决策提供一定的技术支撑。

基于雷达测量的多目标联合检测、跟踪与分类方法

利用雷达测量中的目标速度、加速度等属性信息,基于跳转马尔科夫系统模型高斯混合概率假设密度滤波算法,提出了一种多目标联合检测、跟踪与分类方法.该方法在进行雷达多目标测量信息处理的多模型混合高斯概率假设密度滤波过程中,对各高斯项编号,进行航迹提取,在滤波处理的同时形成带有航迹编号的明确航迹,并进行航迹管理;同时,根据目标运动模型,联合利用目标加速度控制输入与速度估计进行多目标分类.仿真试验验证了该方法能够在检测、跟踪的同时,对目标航迹进行有效类型识别.

长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究

长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用。为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了“长江上游梯级水库群多目标联合调度技术”研究攻关。首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题;然后从水文、防洪、供水、生态、发电、航运、应急、风险、多目标调度集成等调度关键技术层面,全面系统地梳理了研究取得的主要创新性研究成果和成果应用情况;最后展望了长江流域梯级水库群多目标联合调度技术以及水工程多目标联合调度等发展方向。研究成果可为更好地为水工程调度运行管理提供理论与技术支撑。

多目标联合优化的信号配时方法应用与仿真

为缓解交通供需矛盾导致的交通拥挤,通过分析交叉口交通流特性,制定匹配的信号控制策略,可以实现交通流的稳定性.信号配时模型采用延误、停车率和通行能力三指标进行联合优化.其中,延误模型采用改进的Webster法,停车率和通行能力选取传统的HCM法,将三指标配予相应的权数,转化为单目标函数,采用Matlab进行求解.最后以现实案例优化,并用Vissim对交叉口进行仿真评价,得到的结果有所改进.

多目标联合的上行链路功率优化算法

有效地控制物联网设备与无人机间的上行链路功率消耗,可降低它们的能耗。为此,提出多目标联合的上行链路功率优化(Multi-objective joint Optimization of uplink power,MJOP)算法。MJOP算法先建立基于UAV位置、高度和波束宽度3个变量联合的目标函数。然后,运用基于扰动理论(Perturbation Theory,PT)的迭代方法求解。并将目标函数拆分成关于UAV二维位置,UAV的高度H以及波束宽度Θ,的2个子问题,再分别求解。仿真结果表明,提出的MJOP算法有效地减少了上行链路功率。

面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。

基于多目标联合优化的挠性航天器姿态机动控制

针对受环境干扰的带有太阳能帆板的挠性航天器,研究了航天器姿态机动控制的参数优化问题。建立了挠性航天器姿态机动控制参数的联合优化模型,并采用一种基于精英机制的多目标优化算法,设计机动路径和控制器参数,在保证闭环系统稳定的前提下,以获得较好的机动快速性和较高的稳态精度。地面模拟实验验证了所提方法的有效性。

含支线调蓄的调水系统水库群联合调度

针对调水工程与其支线调蓄工程所面临的复杂水库群联合调度问题,以陕西省引汉济渭调水工程及其支线调蓄工程焦岩水库、玉带河水库构成的联合调度系统为工程实例,运用拓扑概化方式揭示了各水源之间的水利-水量联系,并由此构建了联合调度模型,采用协同粒子群算法求解了10 a长系列调度,提出了单一水库多目标供水方案,解析了耦合系统补给调水效果。结果表明:支线调蓄工程能够在均衡多目标供水效益的基础上,通过耦合系统有效增加补给调水量,显著改善调水过程。

基于电-热时间尺度平衡的综合能源多目标联合调度

由于供热设备能源消耗较大,现有方法存在收敛速率缓慢问题,导致能源利用效率较低,提高了供热成本,提出一种基于电-热时间尺度平衡的综合能源多目标联合调度方法。分析人体感受与PMV指标(Predicted Mean Vote,PMV)对应联系,获取冷热功率和人体舒适度之间关联;构建电-热时间尺度平衡调度模型,根据环保、安全可信度、清洁等指标建立多目标优化函数,并融合双层规划法与粒子群算法实现综合能源系统多目标联合调度。仿真结果表明,本文方法计算速率较快,调度性能优良,在满足用户舒适度的同时完善系统运行经济性,具有很高的实际应用价值。

异类传感器多目标检测跟踪与识别随机集模型

为在空中预警监视系统中实现多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别,在多目标检测、跟踪的随机有限集模型基础上,进行多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别的理论模型与处理框架研究。通过对目标的运动学状态与目标识别属性状态统一描述,把多目标状态建模为一个用随机有限集描述的全局状态。通过对运动学传感器与属性传感器模型分析,把各异类传感器建模为一个全局传感器,并把各传感器的测量建模为一个用随机有限集描述的全局测量。根据全局状态与全局测量模型,把异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别过程描述为Bayes滤波过程,并给出了相应的多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别处理框架。通过仿真试验验证了理论模型与框架的有效性。

水库群联合调度全周期-自适应-嵌套式建模方法

随着长江上游控制性水库群陆续建成投产,亟需提升水库群联合调度水平,促进水资源综合效益进一步发挥。针对流域水库群综合调度,研究了调度阶段划分方法,提出不同阶段各目标间的竞争协同关系,结合已有调度规程和成果给出了调度方式的数字化方法,形成了全周期-自适应-嵌套式调度模型搭建新技术。进一步以长江上游30座控制性水库为研究对象,明确了不同调度期的主要目标和运行条件,结合长江流域特征提出了针对性计算条件和防洪、供水、发电、水量利用率等方面的效益增量约束。最后,在长江流域进行了水库群联合调度案例计算分析。结果表明:提出的水库群多目标调度方法可有效发挥水库群综合效益,为流域调度管理提供有力支撑,具有较好的实用价值。

水库清淤工程规模分析方法初探

水库经过多年运行普遍存在库区淤积现象,不同程度地影响了水库功能的正常发挥,甚至威胁枢纽及下游防洪安全,因此,亟需通过水库清淤,盘活有效库容。合理确定水库清淤规模是关键的技术问题,以孤峰山水库清淤为例,建立多目标联合优化的水库清淤规模试算模型。基于水库新的任务及泥沙淤积分析,考虑兴利、防洪要求开展联合调节计算,通过不断试算、快速逼近,直至得出满足水库功能任务要求的清淤规模,以期对今后开展水库清淤工程,合理确定清淤规模提供参考。

基于全流域梯级水电站的智能化调度应用研究

为实现老挝南欧江全流域梯级水电站“度电必争、滴水归调”的智能化调度运行目标,基于数字化转型的管理理念,剖析梯级水电站统筹调度的难点,探索提高水文气象预测精度及水电站运行调度能力的实施路径与有效举措。通过水电站智能化调度提高电站经济效益、社会效益、生态效益,推动“双碳”目标的落实,为“一带一路”沿线国家流域水电开发、国内外各大流域梯级调控中心提供优化运行的指导与借鉴。