求解柔性作业车间调度问题的离散食肉植物算法

针对传统群智能优化算法求解柔性作业车间调度问题时易陷入局部最优且寻优能力不足的困境,以最小化最大完工时间为目标提出一种离散的食肉植物算法。首先,为提高初始种群的多样性,提出了3种初始化种群策略;其次,为提高算法各时期的搜索能力,为生长因子设计了一种自适应策略,并对植物执行了交叉以及基于4种邻域结构的贪婪变异操作;最后,通过对Brandimarte基准问题进行仿真并与其他文献算法进行对比,证明了所提算法在收敛速度和求解质量方面都具有较好的性能。

考虑时间容忍度的冷链物流配送路径多目标优化

针对“中央厨房+食材冷链配送”等新模式下客户对服务时间高要求的特点,本文开展了考虑时间容忍度的冷链物流配送路径研究。首先,依据客户对时间的敏感性,提出时间容忍度概念及其量化方法,构建以客户时间容忍度最大、冷链物流企业成本最小为目标的冷链物流配送路径多目标优化模型,设计以节约算法生成初始基点、采用混合随机-固定步长、精英策略等方式改进多目标模拟植物生长算法求解模型,依据Pareto前沿分布信息,利用最优解选择方法在Pareto非劣解集中选取客户和运输企业均能接受的方案。最后,以某冷链物流公司实例进行分析,得到了满足客户和运输企业要求的最优配送方案。为验证模型和算法的有效性,选取Solomon标准算例中30,50,100位客户做进一步分析,通过与NSGA-II算法对比,验证了改进多目标模拟植物生长算法的优越性,本文的研究思路可为冷链物流企业合理配送提供决策依据。

基于并行FP-Growth算法的火电机组运行优化

关联规则算法在火电厂数据挖掘中取得了较好的应用效果,然而随着电厂自动化、信息化程度的进一步提高,面对高维海量的数据,传统的数据挖掘方法由于自身缺陷已不能满足要求。针对此问题,提出了一种基于Spark的并行FP-Growth算法,并以某600 MW超临界机组的历史运行数据为对象,挖掘各工况下运行参数与供电煤耗之间的关系,从而得到运行参数调整区间及目标值。结果表明,该算法确定的优化目标值可以有效降低机组供电煤耗率,提高机组运行经济性,可用于指导机组优化运行。

基于模拟植物生长算法的桁架结构截面与形状优化分析

针对桁架结构优化问题,给出基于改进的生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA)优化模型,对典型平面桁架、空间桁架结构分别进行截面优化及形状优化分析,结果表明:改进GSL&PS-PGSA算法的优化效果显著,其优化所得结构经济高效;对于平面桁架截面优化,相比二级优化法、相对差商法及连续变量法,改进GSL&PS-PGSA所得结构较其减少了8%~15%的用钢量;对于空间桁架优化,截面优化所得结构总质量较序列两级算法轻约8.1%,较蚁群算法轻约3.6%,而形状优化所得结构总质量则分别较序列两级算法、蚁群算法轻约31.2%、22.4%。因此,改进的GSL&PS-PGSA算法对桁架结构优化问题具有良好的适用性。

Distribution System Optimization Planning Based on Plant Growth Simulation Algorithm

An approach for the integrated optimization of the construction/expansion capacity of high-voltage/ medium-voltage (HV/MV) substations and the configuration of MV radial distribution network was presented using plant growth simulation algorithm (PGSA). In the optimization process, fixed costs correspondent to the investment in lines and substations and the variable costs associated to the operation of the system were considered under the constraints of branch capacity, substation capacity and bus voltage. The optimization variables considerably reduce the dimension of variables and speed up the process of optimizing. The effectiveness of the proposed approach was tested by a distribution system planning.

基于模拟植物生长算法虚拟企业盟友选择问题研究

为了有效且简单地实现虚拟企业盟友选择问题,提出了采用模拟植物生长算法的求解方法。针对建立虚拟企业联盟,通过确定盟友选择的评价指数体系,在此基础上建立盟友选择的数学模型。然后对实例进行计算及对比分析,验证了该算法不但可获得最优解,而且在计算效率上也较其他方法有所提高,效果明显优于其他方法。

应用模拟植物生长算法求解置换流水车间调度问题

针对置换流水车间调度问题,提出了一种基于模拟植物生长的调度算法。该算法利用置换流水车间调度的有向图表示,提出了可交换节点集概念,并将其融入模拟植物生长算法中,解决置换流水车间调度问题。采用所提算法对置换流水车间调度问题的基准数据进行测试,并比对标准遗传算法,结果表明算法的有效性。

基于模拟植物生长算法的配电网重构

将模拟植物生长算法应用于配电网络重构。该算法将目标函数与约束条件分开处理,采用兼具方向性和随机性的搜索机制,避免了已有仿生类算法由于一些参数难以确定和(或)无引导性的搜索方向而陷入局部最优的问题。此外,根据配电网特点,提出以基本环路代替开关作为控制变量,降低了变量维数,提高了计算效率。采用断开、闭合、联闭和长闭4种状态描述开关的运行方式,从而有效减小了寻优过程中的搜索范围。对IEEE 16节点、IEEE 33节点和IEEE 69节点3个不同规模测试系统进行了分析计算,并与相关文献结果进行对比,表明所提方法具有快速的全局寻优能力。

含风电场的双层电源规划

按分解协调的思想,建立了考虑调峰、调频及环保约束的净收益最大化双层电源规划模型,计及了上网电价差异对电源规划的影响。上层规划为电源投资决策问题,以发电商总收益最大为目标函数,决策变量是待选电厂的投建时间和台数以及已有电厂的退役时间和台数;下层规划为生产优化决策问题,其又可以分成机组检修计划和随机生产模拟2个子问题,决策变量分别为发电机组的检修时段以及各发电机组在负荷曲线上的运行位置。提出了模拟植物生长算法、最小累积风险度法、等效电量频率法相结合的求解方法。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性。

模拟植物生长算法的结构优化新机制

作为一种新型启发式智能优化算法,模拟植物生长算法(PGSA)建立以植物向光性机理为基础的生长动力模型,以形成向全局最优解迅速生长的搜索机制.针对大规模复杂优化问题中生长空间大、设计变量多、可能存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点,基于PGS A基本原理,提出了3种新的算法改进机制——可生长点集合限定机制、新增可生长点剔除机制以及混合步长并行搜索机制,并通过典型数学和桁架结构算例分析对提出的改进算法的效果进行验证.结果表明:可生长点集合限定机制能有效控制生长空间规模,具有较强的局部搜索能力;新增可生长点剔除机制通过与前者的结合,为PGSA提供了有效的算法终止机制;混合步长并行搜索机制在生长前期便具备优异的全局搜索能力,能快速获取到最优解范围.所提出的新机制显著提升了PGSA 算法优化的有效性及适应性,从而为结构优化问题提供了新思路.

模拟植物生长算法在组合优化问题中的应用:研究进展

首先介绍了系统文献综述方法论与操作流程,从不同维度给出了文献分类标准;然后基于行政机构和出版来源分类标准,梳理了模拟植物生长算法(PGSA)的研究现状;接着分别针对电力系统、应急管理、设施选址、斯坦纳树、车间调度和旅行商等组合优化问题,对PGSA应用的代表性研究进行了综述,重点介绍了PGSA在若干领域的应用;最后从不同视角总结了已有研究成果,并指出PGSA解决组合优化问题的未来研究方向和具体内容。

多阶段输电网络最优规划的模拟植物生长算法

为解决输电网络规划中的多阶段之间的耦合问题,基于待选线路具有规划期间不建设或只能在某一个阶段建成并在后续阶段一直使用的特点,提出了以待选线路为决策变量,规划阶段序号为搜索域的思想,将多阶段输电网络优化规划问题转化成静态优化问题,并采用模拟植物生长算法对模型进行了求解。应用所提方法对一个19节点系统进行了分析,得到了现有文献中有关该系统的最优规划方案,说明了所提方法的可行性及有效性。

依托地铁网络的城市配送系统转运点选址研究

为应对单一货车运输方式无法承载城市中心货运需求的问题,提出依托地铁开展的新型城市配送模式。整合城市地铁网和城市道路网,研究衔接两个路网的关键节点,定义地铁网络内部的路径选择标准。构建以总成本最小化为目标函数的依托地铁网络的城市配送系统转运点选址模型,同时设计改进模拟植物生长算法进行求解。以成都市地铁网络为例,分析覆盖范围、需求量、规模效应对转运点选址决策的影响,验证模型和算法的实用性及有效性。结果表明,转运点多集中在客户分布的区域,偏向于选择离配送中心最近的点、临近配送中心线路与环线的交叉点或临近配送中心线路间的交叉点,且配送需求服从邻近分担的原则,个别转运点能吸引更多货流量。

发电机组检修计划的模拟植物生长算法

建立了以系统在一个检修周期内各周的净备用率与整个检修周期的平均净备用率之差绝对值之和最小为目标的发电机组检修计划优化模型,并同时保证各周的净备用率不低于允许的最小值。通过采用全部待检修机组检修启动时段的组合为决策变量,给出了基于模拟植物生长算法的求解方法。针对各种约束条件的不同特点,分别给出了相应的处理方法。最后用算例对模型及算法进行了验证,得到了比采用现有的等备用率模型及启发式算法更优的发电机组检修计划,显示了所提出方法的正确性和有效性。

分布式风电源选址定容规划研究

针对风电机组出力的间歇性、波动性,以及负荷变化的不确定性,应用机会约束规划建立了分布式风电源(distributed wind generation,DWG)接入现有配电网的选址定容规划模型,以独立发电商(independent power producer,IPP)收益最大为目标函数,采用随机潮流判断规划方案是否违反节点电压约束和支路功率传输约束。将模拟植物生长算法(plant growth simulation algorithm,PGSA)应用到DWG选址定容规划中。33节点配电系统DWG规划结果验证了模型的合理性和PGSA算法的有效性。

突发事件应急设施选址问题的模型及优化算法

综合考虑应急设施选址的公平性、效率性、设立成本等多方面的因素,建立了一个可适应重大突发事件救援设施不同部署策略的多目标规划决策模型.利用模拟植物生长算法的通用模型,提出了基于模拟植物生长思路的目标问题求解方法.通过对实例的计算,结果验证了多目标决策模型的可行性与合理性,模型的求解算法可获得最优解,具有良好的性能.

基于模拟植物生长算法的钴源源棒的排列优化

将模拟植物生长算法应用于辐照装置上的源棒的排列优化工作。提出了以参考点群的照射量率的相对标准误差为目标函数来评价源棒排列方案的方法,并对把源棒在源架上的位置坐标xj和yj这两类控制变量转换为合适的整形变量做了分析和处理。通过实例计算表明:兼具随机性和方向性搜索机制的模拟植物生长算法具有很好的全局搜索能力,且使用方便;计算结果受初始值影响较小,提高了辐射场的均匀性,这为辐照装置上的源棒的排列优化工作提供了可靠的解决途径。

配电网动态无功补偿的整体优化算法

提出了考虑开关动作次数约束和一天中系统能损最小为目标的混合整数配电网无功补偿动态优化模型。采用模拟植物生长算法同时从时间和空间两个角度对目标函数进行整体优化,避免了将其分解成动作时间和投入容量两层优化问题进行求解。通过对约束条件的巧妙处理,加快了算法的寻优速度。给出了满足动作次数限制约束的IEEE69节点系统全天电容器投切的整体优化方案,分析了最大动作次数取值的变化对动态无功优化结果的影响,并且与不计动作次数限制的优化结果进行了比较。算例结果显示了所提方法的正确性和有效性。

改进的模拟植物生长算法及其在大型辐照装置自动排源中的实用化

在相关研究工作的基础上,分析得到了基于模拟植物生长算法的排源算法的性能热点,并对其进行了并行化改进,具体是将原有串行执行过程转化为统一计算设备架构(CUDA)的线程块并行执行过程,从而可有效利用GPU的大规模并行能力,实现程序执行效率的大幅加速。若干计算实例结果表明,在保持排源算法原有优点的基础上,新算法的整体性能有最低30倍的提高,使当前的排源算法具有高度的竞争力。

模拟植物生长算法及其在输电网规划中的应用

将根据植物的向光性动力机制构造的模拟植物生长算法应用于输电网规划。采用相关文献中常用的18节点系统对所提出的方法的正确性进行了验证,得到了包括在其他相关文献中还没有出现过的方案在内的一批优化方案,且解的稳定性好。计算结果表明模拟植物生长算法具有计算模型简单、约束条件处理方便、兼具方向性和随机性的搜索机制等特点,避免了已有的仿生类算法由于一些参数难以确定而陷入局部最优的问题,非常适合于求解输电网规划问题。