电力系统混合整数线性规划问题的运筹决策关键技术综述与展望

机组组合、检修计划、拓扑运行优化、电力系统规划等电力系统混合整数线性规划(MILP)问题旨在实现电力资源的最佳配置,应用广泛,其精准性与高效性直接影响了电力系统的安全性与经济性。随着“双碳”目标的提出,新型电力系统MILP问题模型复杂度更高、计算效率要求更严格,对当前运筹决策技术提出了更严峻的挑战。然而,现有依赖于国外进口求解器的电力系统运筹决策技术面临“组合爆炸”,且求解器依赖进口面临“卡脖子”困境,亟须实现技术突破。为此,该文系统地梳理了电力系统MILP问题的运筹决策技术,以及近年来通用MILP问题的最新进展,并展望了电力系统MILP问题运筹决策关键技术未来的研究方向,旨在为我国相关研究工作提供参考和思路。

氮肥运筹对晚播强筋小麦产量及品质的效应

为探索适宜的稻茬晚播小麦高产优质栽培技术,于2019-2021年在晚播条件下(较适播期推迟20 d播种),以强筋小麦扬麦29为材料,设置二因素随机区组试验,探究两种施氮量(210 kg·hm^(-2)和270 kg·hm^(-2))和3种基追比(基肥∶分蘖肥∶拔节肥分别为7∶1∶2、5∶1∶4和3∶3∶4)对晚播强筋小麦籽粒产量和品质的影响及其较优组合。结果表明,施氮量和氮肥基追比对扬麦29籽粒产量的影响均达极显著水平(P<0.01)。施氮量由210 kg·hm^(-2)增至270 kg·hm^(-2),扬麦29穗数、穗粒数及产量增加;随氮肥后移,穗粒数、千粒重、产量均呈增加趋势,其中基追比3∶3∶4处理两年平均产量分别比5∶1∶4和7∶1∶2高2.27%和7.69%。施氮量和氮肥基追比对蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间、面包体积和面包评分等品质指标有极显著影响,而对籽粒硬度、吸水率、水SRC和蔗糖SRC影响不显著。增加施氮量或氮肥后移有利于提高蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间、面包体积和面包评分等指标,在270 kg·hm^(-2)施氮量或210 kg·hm^(-2)施氮量、基追比3∶3∶4运筹下的面包评分均大于80分,达到优质强筋小麦标准。综上所述,晚播条件下,强筋小麦扬麦29在施氮量270 kg·hm^(-2)、基肥:壮蘖肥:拔节肥为3∶3∶4可实现产量与品质的协同提高。

水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的影响

为探究水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的效应,于2019—2021年开展了连续2年小麦田间试验,设置2个施氮水平210(N1)和240(N_(2))kg·hm^(-2),4个灌水处理W1(不灌水)、W2(每次30 mm)、W_(3)(每次45 mm)、W_(4)(每次60 mm),分析不同处理小麦产量及水氮利用率相关指标。结果表明,2019—2021年,施氮量和灌水量对冬小麦抽穗期、扬花期和灌浆期叶片净光合速率的影响为极显著(P<0.01)或显著(P<0.05),且三个生育时期均以N_(2)W_(4)处理最高,与N1W_(4)和N_(2)W_(3)处理间没有显著差异;三个生育时期的土壤铵态氮和硝态氮含量均以N_(2)W_(3)、N1W_(4)或N_(2)W_(4)处理最低。小麦越冬期、灌浆期和成熟期土壤铵态氮与产量和氮肥偏生产力(NPFP)均呈显著或极显著负相关;抽穗期、灌浆期和成熟期土壤硝态氮与产量和NPFP均呈显著或极显著负相关。2个年度,水氮运筹较对照显著提高了冬小麦的产量和水氮利用效率,产量增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~68.3%,水分利用效率(WUE)增幅分别为8.0%~15.7%和10.1%~16.4%,NPFP增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~65.5%;冬小麦产量和WUE均以N_(2)W_(4)处理最高,N_(2)W_(3)处理次之,两者间没有显著性差异;但N_(2)W_(3)处理的水分利用效率均显著高于N_(2)W_(4)处理。综上,在本试验条件下,施氮量240 kg·hm^(-2)、每次灌水45 mm(N_(2)W_(3))为该地区滴灌冬小麦最佳水氮运筹组合,可以实现保障产量和提高水氮利用效率的目标。

滨海盐碱稻区水稻氮肥适宜用量及运筹模式研究

通过在辽河三角洲滨海盐碱稻区设置田间小区试验,探明了不同氮肥用量(0~420 kg/hm^(2))和运筹模式(基肥∶蘖肥∶穗肥分别为6∶3∶1与4∶3∶3,以下简称6∶3∶1模式与4∶3∶3模式)对水稻生长发育以及产量品质的影响。通过对水稻分蘖动态调查研究表明,两种氮肥运筹模式下水稻平均茎蘖数均与施氮量呈显著正相关(r^(2)≥0.90),同时,6∶3∶1模式下氮肥用量对水稻平均茎蘖数的影响程度高于4∶3∶3模式。通过分析不同施氮量与产量的相关关系,发现了两者符合线性加平台肥料效应模型,拟合得到6∶3∶1模式与4∶3∶3模式下的最佳施氮量(EONR)分别为216 kg/hm^(2)(210~235 kg/hm^(2))与316 kg/hm^(2)(300~332 kg/hm^(2)),6∶3∶1模式的EONR比4∶3∶3模式高46.3%。通过考查两种氮肥运筹模式下的氮素利用率指标,发现4∶3∶3模式下各处理氮素利用率(37.2%~40.8%)显著高于6∶3∶1模式(29.9%~34.2%)。通过分析稻米营养与食味品质,在兼顾产量的前提下,再次明确了6∶3∶1模式与4∶3∶3模式下适宜氮肥用量分别为300~332与210~235 kg/hm^(2)。综合考虑水稻产量、氮素利用率以及稻米品质3个指标,推荐辽河三角洲滨海盐碱稻区的适宜氮肥施用量为210~235 kg/hm^(2),最宜采用的氮肥运筹模式为4∶3∶3。研究结果可以为辽河三角洲盐碱稻区合理施肥与氮肥高效利用提供切实的技术指导,为该地区水稻产业绿色发展提供理论支撑。

数据模型决策类课程教学质量提高关键因素研究——基于运筹学的实证分析

数据、模型与决策是经济类、管理类和部分理工类专业的核心课程。主要包括运筹学与应用统计学等以量化分析为主要教学内容的课程,其教学质量关系着高素质人才培养和国家核心竞争力。天津大学运筹学课程组联合驻津10余所高校开展问卷调查,多角度分析课程教学质量关键影响因素及其相互间的作用机理,采用结构方程模型分析的结果表明:开展课程思政对于提高学生的学习积极性、增强课堂凝聚力具有积极意义;而师资水平、师生关系和教学内容是影响教学质量的关键因素。未来的教学改革,需要进一步强化课程思政的价值引领作用,并根据授课对象特点设置差异化的教学内容,提升课程的高阶性和创新性,提高学生的参与度和获得感。

习近平新时代中国特色社会主义思想融入管科教学研究——以《运筹学》为例

高校管理学科培养的是社会主义的管理人才,既要与时俱进,更要筑牢理想信念,因此对课程思政的教学要求非常迫切。在新时代、新环境、新要求下,将习近平新时代中国特色社会主义思想融入管科教学对于建设中国特色的管理学科、培养社会主义的管理人才具有重要的时代意蕴。《运筹学》作为管理学科的一门专业基础课程,具有理论与实践并重、应用领域交叉等管科代表特征,以此课程为例探讨习近平新时代中国特色社会主义思想融入管科教学的现状问题、实施路径,从教学支撑融入(院系管理者角度)和课程建设融入(课程建设者角度)两个角度分析管科课程思政建设的要点与改革措施,从而为管理学科开展课程思政建设提供参考。

多元模块化教学模式实现运筹学“灵动课堂”

运筹学作为现代管理学的一门重要专业基础课,对工程管理复合型的高级管理人才的培养具有重要意义。文章基于对学情现状的分析,为了充分挖掘学生的学习潜力,培养学生的科学思维及实践应用能力,采用布鲁姆教学目标分类法,构建“小课例实践 + 大案例协作”的链式教学模块,更加注重课程的实践环节,通过脑动、心动、运动进行多元教学模块设计,从而实现运筹学“灵动课堂”。

标准化工程专业“运筹学”课程内容选择与教学

“运筹学”课程是标准化工程专业学生由通识与公共基础课程转向到专业基础、专业方向课程学习的重要纽带。以标准化工程专业学生就业方向及学院特色为导向,结合标准化工程专业课程体系,选择线性规划、图与网络、存储论、决策论四个分支作为授课内容,运输、生产控制调度、经济决策、体系评价等工程领域应用问题与基础并行。在教学实施中通过淡化复杂计算、板书与多媒体相结合、趣味教学与翻转教学结合等方法增强学生学习兴趣,提高学习效率。

面向新管科人才培养的运筹学课程混合式教学模式构建研究

针对新管科人才培养过程中重理论、轻实践导致人才无法胜任现实管理工作的问题,以运筹学课程为切入点,综合运用线上线下教学手段,提出一种课前自学、课内导学、课后固学三位一体的混合式教学模式。紧贴保密管理工作实际,给出理论教学案例设计思路,提升学生利用运筹学方法解决现实管理问题的能力;结合数学建模竞赛真题及保密管理问题,构建涵盖验证性、综合性、启发性内容的实践教学体系,提升运筹学课程教学质量,启发学生创新思维,提升学生创新能力。

管理科学专业运筹学课程教学融入思政元素的路径探索与实践

高校运筹学课程思政体系建设是践行立德树人根本任务的有效途径。文中从管理类专业运筹学课程思政建设的需求和现状出发,分析该课程教学融入思政元素的必要性,并从不同角度剖析教学改革的现存问题。从运筹学的发展历史、挖掘思政元素、教学联系实际、创新教学模式、提高教师思政素养等五个方面,探讨课程思政在运筹学教学实践中的设计与融合。通过对运筹学课程思政元素的挖掘,为管理类专业开展课程思政建设提供了参考和借鉴。

“个性化”模式下的物流管理专业《运筹学》课堂教学创新研究与实践

信息时代的大学课堂教学创新需要建立的是一种以塑造学生的“个性”和“创造性”为目标的课堂。文中首先提出课堂教学创新的着眼点在于建构具有课程自身特质的“个性化”课堂教学模式的观点,并从师生作用逻辑、课堂知识呈现逻辑和教学效果评价逻辑三个方面揭示课堂教学创新的逻辑,分析“个性化”课堂教学模式的建构内容和过程,最后以面向物流管理专业的《运筹学》课程为例,阐述“个性化”课堂教学模式建构的实践过程。

基于能力提升的运筹学课程本研一体化的探索和实践

随着人工智能技术的飞速发展,运筹学作为一门实用性很强的学科也越来越受到关注。文章以能力提升为主线,探讨了基于能力提升的运筹学课程本研一体化的教学模式,并通过实践验证其有效性。在本研一体化教学模式中,充分结合学生的学习能力和实践经验,考虑课程内容的设计、教学方法的改进、考核方式的完善,全方位提升学生的实际应用能力,提高学生的综合素质。经过实践验证,本研一体化教学模式不仅使学生能够快速理解并掌握运筹学知识,同时也从根本上提升了学生的能力和实践技能。

空间运筹--运筹学的建筑应用

半个多世纪以来,运筹学始终尝试借助计算机来解决建筑空间排布问题,开启了计算机辅助建筑设计的先河。运筹学中的线性规划特别是0-1整数规划成为操作建筑空间的重要数理逻辑。本文重点诠释整数规划方法如何处理建筑密度、相邻关系、交通路径、空间韵律等建筑设计要素。如今,多种线性规划方法可在空间设计中灵活运用,成为建筑师的高效运算化工具。近10年来,我国在这个跨学科领域发展十分迅速,形成了建筑设计智能化的一条重要技术路径。

双创理念下考虑创新能力培养的管理运筹学课程教学改革研究

常规的管理运筹学课程教学改革方法主要使用一体化教学模式完成教学任务,尚未针对差异性学习特征进行教学升级,导致课程教学改革效果较差,因此,在双创理念下,需要考虑创新能力培养,设计一种全新的管理运筹学课程教学改革方法。即明确了管理运筹学课程目前存在的教学问题,基于双创理念,考虑创新能力培养提出了有效的教学改革方法,进行了教学实例分析,从而实现了课程教学改革,为提高管理运筹学课程教学效果作出了一定的贡献。

人工智能背景下运筹学课程教学改革探索

在当今人工智能飞速发展的时代背景下,针对数学专业运筹学课程的教学,以同济大学数学科学学院“运筹学与优化”的课程实践为例,从教材选取、教学内容与教学设计、课程思政几个方面进行了探讨,以提高教学质量,提升专业课程的育人效果,培养学生的专业素养与创新能力。

浅析“运筹学”课程开展“课程思政”的方法——以西藏大学交通系为例

“课程思政”,即通过挖掘课程中蕴含的思政元素,在专业知识讲解的过程中潜移默化地教育学生,实现知识传授与思想教育的有机统一。本文首先从“运筹学”课程的特点分析课程开展“课程思政”的优势;然后通过课程蕴含的思政元素设计“课程思政”的方式、方法;最后通过教学案例,分析如何在知识讲解的过程中融入思政元素,使其达到“课程思政”的育人效果,以期通过“课程思政”充分发挥课程的育人效能。

氮肥运筹与化学调控对双季稻产量及其抗倒伏特性的影响

以早稻品种陆两优996、株两优819及晚稻品种H优518、盛泰优018为材料,于2020年开展大田试验,设计3种氮肥运筹方式N1、N2、N3(分蘖肥、穗肥、粒肥用量比分别为7∶2∶1、6∶3∶1、5∶4∶1)与2种化学调控剂多效唑(C1)、壳寡糖(C2)双因素试验,研究氮肥运筹方式和化学调控对水稻产量及抗倒伏能力的影响。结果表明:氮肥运筹和化学调控对水稻产量影响显著,早、晚稻各品种产量均以N2C2处理的最高,主要通过提高植株有效穗数而增产;与N1相比,N2和N3降低了茎秆高度、节间长度和重心高度,增加了茎粗、茎壁厚度和节间充实度,茎秆抗倒伏能力增强,且N2优于N3处理;与对照处理(C3,喷施清水)相比,C1和C2均降低了水稻茎秆高度、重心高度和节间长度,增加了茎粗、茎壁厚度和节间充实度,从而提高了水稻抗倒伏能力;从互作效应来看,N2C1、N2C2和N3C1处理的茎粗和茎壁厚度较大,倒3与倒4节节间长度较短,节间充实度和抗折力较高,倒伏指数较低。综合考虑各品种倒伏指数和产量性状,N2C2处理,即分蘖肥、穗肥、粒肥施用比例为6∶3∶1条件下,于拔节初期喷施壳寡糖,可在提高双季稻抗倒伏能力的同时获得最高产量。

氮肥运筹对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用的调控效应

为进一步提高西北旱区胡麻氮肥利用效率,降低化肥投入量,采用田间二因素裂区试验设计,以不施氮为对照,研究了3个施氮水平(N1:60 kg·hm^(-2);N2:120 kg·hm^(-2);N3:180 kg·hm^(-2))和3个施肥时期(T1:全部基施;T2:2/3基施+1/3现蕾初期追施;T3:1/3基施+1/3分茎初期追施+1/3现蕾初期追施)互作对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用率的调控效应。结果表明:随氮肥施用量增加,胡麻叶片氮代谢酶活性、氮素积累、氮素转运及籽粒产量均呈先升高后降低的趋势,胡麻氮肥农学利用率和氮肥偏生产力则呈降低的趋势。从同一氮肥水平不同施肥时期来看,上述指标均表现为T2处理最高。氮肥综合运筹表现为N2T2处理的胡麻氮代谢酶(硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶)活性和氮素积累量分别较传统模式(N3T1)显著提高。其中,硝酸还原酶提高14.21%~34.93%,亚硝酸还原酶提高18.66%~29.27%,谷氨酰胺合成酶提高14.92%~55.82%,氮素积累量提高10.63%~36.74%;较不施氮对照分别显著提高22.75%~54.84%、23.62%~69.81%、43.61%~78.09%和23.33%~57.88%。籽粒产量、氮素籽粒生产效率、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均在N2T2处理较高,分别较其它处理平均提高14.35%、4.20%%、28.45%和17.37%。相关分析表明,胡麻氮素积累量与氮代谢酶活性、氮素转运、籽粒产量、氮肥利用效率呈极显著正相关关系。可见,120 kg·hm^(-2)氮肥按2/3基施+1/3现蕾初期追施可显著提高胡麻氮代谢酶活性和氮肥利用效率,可作为实现旱地胡麻高效生产的氮肥运筹模式。

氮肥运筹与硅锌肥配施对虾稻1号产量和品质的影响

为探讨优质食味籼稻虾稻1号产量和品质协同提升栽培技术,在施氮量180 kg/hm^(2)水平下,研究3种基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例(7∶3∶0、5∶3∶2和3∶3∶4,分别记作N_(7+3+0)、N_(5+3+2)和N_(3+3+4))并配施硅锌肥处理对虾稻1号产量和品质的影响。结果表明,不同处理下虾稻1号产量整体表现为N_(7+3+0)<N_(5+3+2)≈N_(3+3+4)。提高氮肥在穗肥中的比例,虾稻1号糙米率、精米率和整精米率呈先增加后降低趋势,而胶稠度和蛋白质含量呈上升趋势。其中,氮肥运筹对整精米率的影响达到显著水平,对蛋白质含量的影响达到极显著水平。相同氮肥运筹方式下,配施硅肥或硅锌肥均表现出一定的增产效应,但对稻米品质指标的影响均未达到显著水平。综上所述,N_(5+3+2)运筹方式可实现虾稻1号产量与品质的协同提升,而配施硅锌肥有助于其产量进一步提升。

氮肥运筹对小麦籽粒灌浆、花后干物质转运及植株糖含量影响

【目的】为了明确不同氮肥运筹对安徽省长江中下游小麦干物质转运、籽粒灌浆特性、植株糖含量及产量等影响。【方法】以小麦白湖麦1号为试验材料,不同施氮水平和基追比(3个施氮量:180、210、240 kg/hm^(2);3个基追比:5∶1∶4、7∶1∶2、5∶4∶1)对安徽省长江中下游小麦干物质转运、氮肥利用、籽粒灌浆特性以及植株糖含量的影响。【结果】随着施氮量的增加,小麦开花期与成熟期干物质分配量呈上升趋势,而小麦花后干物质转运则呈现先高再低的趋势,以210 kg/hm^(2)的施氮量为最高;相同施氮水平,基追比7∶1∶2(基肥∶分蘖肥∶拔节肥)条件下小麦的干物质积累量、氮肥利用率以及产量为最高。在相同基追比处理下增加施氮量能提高小麦灌浆持续时间与推迟最大灌浆速率出现日,而小麦籽粒干重、理论千粒重以及平均灌浆速率有逐渐降低的趋势。在施氮量一定的条件下,基追比5∶1∶4有利于提高籽粒最大灌浆速率,且将籽粒灌浆速率维持在较高水平,以及较高的籽粒干重。施氮提高了叶片的同化物生产能力,提高叶片可溶性糖和蔗糖的含量。对成熟期茎秆碳水化合物含量的进一步分析,增施氮肥降低了茎秆蔗糖浓度,提高茎秆可溶性总糖含量。【结论】在长江中下游地区,白湖麦1号小麦高产的氮肥施用量应以210 kg/hm^(2)为最佳,而基追比应参考7∶1∶2。