医疗资源配置的规划约束困境与改善

目的 总结国内外规划约束资源配置的相关经验,梳理国内医疗资源规划约束的困境症结所在,为提高规划对医疗资源配置的约束力,推进规划工作落实提供政策建议。方法 综合运用政策梳理、文献分析及专家咨询等方法。结果 由于医疗资源配置是一个动态调整的过程,加之其屡屡突破卫生规划的现实情况,对医疗资源的规划约束有其必要性,然而当前规划本身存在刚性约束力不足的问题。通过对典型国家经验梳理发现,这些国家规划约束的开展具有长期性和经常性、规范性和科学性及重反馈和强监管的特点。相比之下,我国医疗资源规划约束主要面临法律法规滞后、内容方法不完善、缺乏动态监督和有效反馈等问题。结论 我国应推进医疗资源规划约束的常态化、规范化和制度化,纵向开展从编制到实施的“全过程”监督,横向开展基于目标导向的“分条块”评估,在立体化监督评估的基础上进行动态反馈,同时完善保障措施,推动医疗资源规划约束开展。

规划外城镇用地扩张的市场驱动与规划约束

为什么在分区图则被赋予法定效力且城市增长边界内开发未饱和的情况下会普遍存在规划外城镇用地扩张现象?这是国土空间用途管制实施过程中面临的一个重要现实问题,但目前仍缺乏关注和深入研究。文章主要目的是解释规划外城镇用地的扩张机理,并揭示规划在规划外城镇用地开发中所发挥的作用。作者提出了规划外城镇用地开发由市场机制驱动、受规划分区图则约束且其约束力受地方空间开发政策调节的假设,以一个省会城市所辖县级区为例,运用二元Logistic模型识别规划城镇建设用地范围外地块开发概率的影响因素,以此验证在规划外城镇用地扩张情境中市场机制的驱动作用和规划因素的约束作用。研究发现,市场驱动变量和规划约束变量均对规划外城镇用地开发选址产生了显著影响。大多规划外城镇用地开发行为由市场机制驱动,其空间分布具有明显的区位优势特征,能够较好地满足开发商的项目选址偏好。另外,规划外城镇用地扩张仍然受规划图则的约束,分区能够有效抑制不连续的蛙跳式城市蔓延,阻止城市扩张侵占农业与生态保护区的土地。城镇开发强限制性的土地用途分区和建设用地管制分区中地块的开发概率显著低于城镇开发弱限制性分区中的地块。然而,规划的约束作用受地方政府空间开发政策的调节,开发区外的规划约束作用显著强于开发区内。研究结论在一定程度上揭示了地方政府的规划分区实施逻辑——在利用市场机制的基础上寻求通过土地开发实现地方利益和规避规划外城镇用地开发可能造成政治风险之间的平衡。

对住宅小区进行规划约束的构思

房地产业在我国已取得很大的发展。尤其是与人们安居密切相关的住宅产业获得了前所未有的成就。但在住宅产业蓬勃发展的过程中，由于相应的政策法规等管理手段没有及时跟上，也由于缺乏有效的对住宅小区约束手段，在住宅小区开发经营管理过程中暴露出的一些问题，在很大程...

基于约束规划的航空电子系统任务分配与调度方法

随着综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)对计算性能要求的日趋提高,既能提供更强计算能力又能减少电子设备的体积、重量和功耗的多核处理器将在航空电子系统领域得到广泛应用.目前航空电子系统的任务分配和调度主要基于手工方式,较少考虑多核环境下共享资源竞争带来的时间延迟,并且当系统更新时需要重新编排,十分耗时耗力.本文提出一种基于约束规划(Constraint Programming,CP)的航空电子系统任务自动化分配与调度方法.首先,给出了多核环境下任务最坏执行时间(WCET)的分析方法;其次,给出了基于CP的任务分配和调度方法;最后,设计与实现了原型工具CP4IMA,并基于ARINC653操作系统平台进行案例分析,验证了本文所提方法的有效性.

基于约束规划的多模式资源受限重复性项目调度模型研究

多模式资源受限项目调度问题(MRCPSP)是一类经典的优化问题,旨在满足工序间优先关系和资源约束条件下最小化项目总工期。重复性项目是指部分或全部工序需要在多个单元上重复执行的项目,针对此类项目的MRCPSP(简称MRCPSP-RP)需要进一步满足单元间的逻辑关系,并考虑工序的连续性要求和可能的调度策略。本文从约束规划(CP)角度构建了求解MRCPSP-RP的CP模型,以区间变量定义每个子工序并利用CP表达式描述目标函数和约束条件,与MILP模型相比,大幅减少了变量和约束的规模。本文利用一个住宅建筑项目验证了CP模型的有效性。基于大量随机算例的数值实验表明,CP模型的计算性能优于MILP模型和已有的启发式算法,能在较短时间内给出较大规模问题的最优或高质量解。

基于机会约束规划的供电网负荷均衡调度方法

使用基于线性时序逻辑、基于混沌理论与遗传算法的调度方法受到供电数据拥塞影响,导致负荷均衡调度效果较差,为此,提出基于机会约束规划的供电网负荷均衡调度方法。利用机会约束规划方法,确定直接或可中断负荷的运行约束,由此构建供电网负荷调度模型,制定均衡调度流程,根据此流程计算供电网某一时段的供电系统负荷值,并结合任意的机会约束条件,从直接负荷和可中断负荷两个方面进行负荷调度。实验结果可知,该方法直接负荷调度的功率在0-5.6 MW范围内,可中断负荷调度的功率在0-5.2 MW范围内,调度结果与负荷实际反弹量一致,具有良好调度效果。

二阶锥约束规划的机器人视觉闭环位姿自协调方法

将机器人“手-眼”位姿自协调视为无标定约束规划问题,提出一种基于二阶锥约束规划的视觉闭环控制方法。在图像平面和笛卡儿空间分别建立基于图像与基于位姿的视觉伺服控制算法;在路径约束和局部极小约束准则下构建二阶锥凸优化模型,实现了图像特征轨迹和机器人运动路径折中最优;将所提出的二阶锥约束规划模型嵌入自适应状态估计器,实现了机器人雅可比矩阵在线映射学习,解决了“手-眼”标定参数和视觉深度信息未知问题;最后通过无标定机器人视觉定位证明了二阶锥约束规划模型的有效性,真实环境抓取操作表明了机器人位姿自协调控制的可行性。

基于机会约束规划的含电动汽车市域铁路牵引供电系统优化运行

市域铁路为市区和郊区提供了便捷通道,沿线车站不仅可实现电动汽车停车换乘,也为电动汽车接入铁路牵引供电系统提供了友好接口。为了提升列车再生制动能量利用率,降低市域铁路运营成本,本文提出了一种含电动汽车的同相牵引供电系统优化运行模型,以牵引变电所日电费成本最低为目标,优化电动汽车和超级电容的充放电策略、牵引变电所功率调控策略。为应对电动汽车到达时间、离开时间和初始荷电状态的不确定性,使用机会约束规划,利用概率约束代替传统确定约束,保证电动汽车充电方案满足驾驶要求的置信水平高于预定的置信水平。使用样本均值法将机会约束转换为确定性约束,得到混合整数线性规划模型,然后采用CPLEX求解器求解。仿真分析表明,提出的模型可以有效降低牵引变电所日电费20.37%,体现出了电动汽车在参与牵引供电系统负荷调节中具有良好的灵活性,有效提高了系统的运行经济性。

基于机会约束规划的虚拟电厂智能调度系统优化

为进一步提高虚拟电厂低碳运行调度效率,采用机会约束规划方法优化虚拟电厂用电调度,在目标函数上增加了一个惩罚函数来处理约束问题,统一目标函数和约束问题,以提高调度效率。实验结果表明,机会约束规划的虚拟电厂系统平均网络损耗为25.556kW,而常规运行调度系统的平均网络损失为28.632kW。与常规运行调度的最小网络损耗相比,机会约束规划的网络损耗降低了约10.75%,可以更有效对用电量进行调度。基于机会约束规划的优化调度,使虚拟电厂最大用电功率降低至20kW,最大用电功率阶段降至20:00-22:00,较预测用电负荷阶段减少2个小时,可满足虚拟电厂低碳运行调度实际使用。

基于机会约束规划的含智能楼宇主动配电网分布式能量管理策略

为实现集成智能楼宇(intelligent building,IBs)的主动配电网(active distribution network,ADN)灵活运行,该文提出一种基于机会约束规划的含IBs的ADN分布式能量管理策略。首先,基于建筑物的热惯性,构建含空调柔性负荷的IBs数学模型;其次,综合考虑楼宇侧与网络侧的运行约束,建立基于Dist Flow的集成IBs的ADN数学模型;然后,考虑到光伏(photovoltaic,PV)出力与外界温度的不确定性,利用机会约束规划将集成IBs的ADN优化问题转化为混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)问题;最后,为了保护配电网运营商与用户的隐私性,利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)实现了集成IBs的ADN的分布式能量管理。基于ADMM的解耦机制,原MISOCP问题可以被分解为楼宇侧的混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)子问题以及网络侧的二阶锥规划(second-order cone programming,SOCP)子问题进行求解。结果表明,在保障各主体信息隐私性的前提下,所提策略利用IBs灵活性实现了集成IBs的ADN全局最优能量管理。

基于机会约束规划的气藏型储气库优化设计

针对传统储气库确定性优化方法难以应对天然气用户需求波动的实际,采用机会约束规划方法,建立需求不确定下以总投资成本最小为目标的气藏型储气库设计优化模型。优化模型以垫气量、井数、压缩机台数、脱水设备数作为决策变量,涉及库存变化、单井注采能力及需求不确定性等约束条件,考虑到用户需求的不确定性,采用机会约束规划方法对不确定性进行预处理,并将优化模型应用于某油田W23储气库,采用GAMS建模系统与DICOPT求解器进行求解。结果表明:不确定性下优化方案的总投资成本节约了60213.34×10^(4)元,优化效果明显;用户需求的不确定性较大程度影响了储气设施的投资决策,总投资成本与置信水平之间的关系体现了不确定性下收益与风险的矛盾决策关系。该研究对储气库设计具有借鉴意义。

基于自适应ε约束法考虑OLTC模糊控制的低碳配电网双层规划

新时代低碳发展目标给配电网带来巨大挑战,为保证供电时降低配电网碳排放,提出了一种考虑有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)模糊控制的低碳配电网双层规划模型。依据网损灵敏度确定微型燃气轮机(micro-turbine generator,MTG)、新能源、储能和电容器(capacitor banks,CB)选址,采用双层模型实现低碳配电网规划。上层规划层以综合成本最小为目标,考虑了微型燃气轮机、新能源、储能和电容器投资运行成本,采用改进鲸鱼算法求解。下层运行层以运行成本和电压偏移量最小为目标,考虑了OLTC模糊控制、电容器投切、新能源不确定性、微型燃气轮机和储能调度,采用自适应ε约束法多目标粒子群算法获得均匀帕累托前沿,利用TOPSIS决策法选取最优解。最后通过改进IEEE33节点系统算例验证表明,所提方法能够实现配电网低碳经济运行,改善潮流分布,提高电压质量,降低网损。

基于机会约束规划的智能楼宇与社区综合能源系统协调优化

为考虑智能楼宇(IB)与社区综合能源系统(ICES)协调优化中的不确定性及多主体的差异化利益诉求,提出了基于机会约束规划的IB与ICES主从博弈协调优化调度策略。首先,基于IB的蓄热特性,采用热阻-热容网络对热量在楼宇围护结构的热动态过程进行建模。随后,基于该热动态模型,构建了含可调散热器的楼宇用户热需求响应模型。其次,为考虑ICES和IB的差异化利益诉求,利用主从博弈方法对二者的协调优化进行建模。然后,为考虑风电和光伏出力不确定性对ICES与IB协调优化调度的影响,进一步采用机会约束规划的方法对ICES与IB的主从博弈优化模型进行求解。最后,通过算例验证了所提方法可以在风光出力不确定性下保证ICES与IB双方的经济利益,并在兼顾经济性的同时促进风光消纳。

基于机会约束规划的配电网分布式光伏承载力提升方法

分布式光伏密集接入配电网是未来配电网的一种结构形态,配电网分布式光伏承载力提升是未来配电网规划与运行的一个关键技术问题。以配电网分布式光伏承载力提升为目标,从源侧分布式光伏逆变器无功控制和网侧最小附加无功补偿以及网络重构协同优化角度,并综合考虑源荷双侧不确定性影响,提出一种基于机会约束规划的配电网分布式光伏承载力提升方法。建立了以分布式光伏接入容量最大以及投资运行总成本最小为目标的多目标机会约束规划模型,并提出采用基于拉丁超立方采样蒙特卡洛模拟(LHS-MC)嵌入改进初始种群生成策略的协同进化算法对模型进行寻优求解,提高了搜索性能和求解效率。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

单目标概率约束规划的微种群免疫优化算法

针对无先验随机分布信息的单目标概率约束规划,探讨了微种群免疫优化算法。算法设计中,受危险理论启发设计微种群免疫优化算法进化框架;借助估计值的误差幅度,提出2个方法分别估计概率值和目标值;依据个体间的优劣关系,划分群体为3个类型子群协同进化;构建生命周期模型,设计自适应的交叉与变异概率、变异策略,结合交叉算子促进子群信息有效交流,并沿不同方向协同进化。数值实验统计结果说明:所提算法拥有良好的搜索效率、搜索效果及降噪能力,具有一定的竞争力和应用潜力。

基于机会约束规划的热电联供微电网低碳经济调度

热电联供型微电网(CHP-MG)能有效利用分布式能源。为实现CHP-MG的可持续发展,有必要兼顾系统运行的经济性与低碳环保性,对CHP-MG的经济运行优化和低碳可持续发展进行研究。在需求侧引入两阶段需求响应模型优化电负荷,在激励型需求响应中构建电-热可转移负荷模型,给用户提供补偿费用。在系统中构建碳阶梯交易成本模型和环境成本模型提升系统的环保性。同时,利用机会约束规划模型应对风、光和电-热转移负荷的不确定性。通过算例验证该规划模型的低碳性和经济性。

基于约束规划的资源受限并行机调度研究

针对多品种小批量生产调度等具有多层决策变量、多维度约束特点的资源受限并行机调度问题,结合问题特性与Cplex中的CP Optimizer优化引擎对于复杂约束的强大表达能力,建立了基于数量约束关联多层决策变量的CP模型与基于映射关系关联多层决策变量的CP模型。两者的主要区别是,前者使用的决策变量较少但两组决策变量之间具有一定的独立性,可能会牺牲一定的求解效率但能够更灵活地搜索解空间;后者使用的决策变量较多但本质上两类变量通过映射关系一一对应,可以更高效地利用约束规划中的约束传播技术。通过对家电企业发泡车间的实际订单数据进行求解,实验结果表明两种模型在不同特征的输入数据下,各有优劣,并分析了输入数据特征与模型选择的规律,验证了两种模型求解此类问题的可行性与有效性。

考虑交通网络不确定性及SESS与MESS空间配合的分布式储能防灾应急规划

为在大规模停电后提供紧急电力支持,提出一种考虑交通网络不确定性及固定储能系统(SESS)和移动储能系统(MESS)空间配合的分布式储能(DES)防灾应急规划方法。基于正态分布区间数,建立通行时间不确定的MESS调度交通网络模型,提出考虑SESS与MESS空间配合效应的联合应急供电策略。采用机会约束描述交通网络不确定性,构建考虑供电可靠性最优的DES选址定容模型。将机会约束转换为确定性等价类,针对DES防灾应急系统多个供电可靠性衡量指标间的冗余问题,提出基于规格化法平面约束法的多目标优化求解方法。采用改进的IEEE 30节点系统及交通网络进行验证,结果表明所提方法能够实现多区域最优配置,验证了SESS与MESS的空间配合效应,并反映了交通网络不确定性对规划结果的影响。

不确定条件下的车流径路问题及其树形径路约束机制研究

针对既有车流径路研究中确定性建模参数的局限性以及对车流径路优化阶段是否应该考虑树形径路约束的争议,在确定性车流径路模型的基础上,引入模糊集理论和随机规划理论,分别采用三角模糊数和机会约束刻画车流量的波动和区间通过能力的弹性,为车流径路问题重构Hurwicz准则下的模糊机会约束规划模型,并将其转化为清晰等价形式。基于我国西南局部路网的案例研究树形径路约束对车流径路和编组计划的影响,对比分析确定性条件和不确定条件下车流径路的差别。实验结果表明,车流径路优化阶段强调树形结构径路会限制径路方案的灵活性并增加车流运输总成本;不确定条件下的车流径路模型在困难区段的识别方面更具优势。

基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析

为降低传统供电可靠性分析方法的设备故障率,提升供电设备的可靠性,提出基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析方法。依据储能电站目标函数的经济指标,基于机会约束方法构建出储能电站供电规划模型,根据概率形式获取功率平衡、线路传输和储能单元的约束条件,实现储能电站供电可靠性最大化分析;采用粒子群算法求解供电规划模型,根据算法流程获取模型最优解,完成对储能电站供电的规划,提升供电可靠性。实验结果可知,供电时间为50 h时,实测的维修率均值为4.5%,该文方法的维修率仅为3.8%;供电设备有5种时,实测的故障率均值为7.5%、失效率均值为5.6%,该文方法的供电设备故障率为2.7%、供电设备失效率为2.0%,说明该文方法的供电可靠性最高。