基于NSGA-Ⅱ算法的绿色基础设施多目标空间优化

【目的】绿色基础设施(green infrastructure,GI)是提供多种生态系统服务、保护区域生态系统安全和稳定的重要载体,而GI所能供给的各项生态系统服务之间的权衡关系导致GI的规划决策难以同时最大化多项服务供给。旨在以多项生态系统服务供给协同增益为目标构建一个辅助GI规划决策的多目标空间优化模型。【方法】基于NSGA-Ⅱ算法,以InVEST模型构建目标函数,在Python开发了协同生境质量服务、作物生产服务、雨洪削减服务3项主导生态系统服务的GI布局优化模型,并在安徽省芜湖市中心城区进行了应用。【结果】优化模型共获取50个末代帕累托最优GI布局,据此遴选出不同服务偏好下的GI布局方案,各方案相应服务供给能力得到显著提升:生境质量目标偏好方案的全局平均生境质量指数从现状方案的0.2988提升至0.3115;雨洪削减服务目标偏好方案的径流滞蓄量从70189.34 mm/a提升至71673.20 mm/a;作物生产目标偏好方案将作物生产总价值量从464169.51万元提升至464582.90万元;折衷方案的雨洪削减服务供给能力和生境质量服务供给能力优于现状方案,其径流滞蓄量和生境质量指数分别达到71658.67 mm/a和0.2993,而在作物生产服务供给能力上并没有实现对现状方案的提升。根据优化结果分析了GI供给的各项服务间的权衡与协同关系,归纳了在各种服务偏好下和协同多项服务时的GI空间布局特征。【结论】多目标优化算法为辅助协同多项生态系统服务的GI布局决策、探索生态系统服务间权衡与协同关系、明确不同服务目标导向下的GI空间规划策略提供了重要参考,为国土空间规划视角下采用模型算法辅助生态空间及GI规划的实践提供了有力工具。

考虑阶梯式碳交易机制与氢能的园区综合能源系统多目标优化运行

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)由于具有能源利用效率高、绿色能源接入灵活、系统环保效益高等优势而被广泛应用于能源用户终端。随着我国“双碳”战略的不断推进,碳交易价格对能源用户用能成本的影响逐渐增加,碳交易机制对IES用户成本的影响研究成为近年来的研究热点。本文以碳交易机制影响下的IES为研究对象,将碳交易市场引入由多种绿色能源构成的IES系统模型中,分析了阶梯式碳交易机制对IES系统经济成本的影响;在此基础上,以经济性和环保性为目标,构建了含阶梯式碳交易机制和氢能的园区IES多目标优化模型,并采用CPLEX商业求解器对该优化模型进行求解,通过实际算例对本文提出的多目标优化模型的经济性、环保性进行了验证分析。

多目标优化中的协调性问题

通过对求解多目标优化问题的 2个主要方法的分析和比较 ,研究讨论了多目标优化中的协调性问题 ,得到了在加权 P范数法中 ,各目标间的协调作用是静态的、人为的 ,而在熵极大方法中协调作用是动态的 ,非人为的。

满意协调法在OptiStruct中多目标拓扑优化中的运用

为了研究多工况下静态刚度和动态振动频率为目标函数的拓扑优化结构设计,提出了一种连续体结构多目标拓扑优化的研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数(SIMP)的插值模型,采用满意协调法把多目标问题转化为单目标问题,从而避免因单目标拓扑优化而不能满足车体结构性能要求的缺点,同时通过一些变换,规避了满意协调法中不含等式约束这一条件。运用OptiSt-ruct平台,以发动机盖为实例进行多目标拓扑优化,并与已经用于生产的成熟的发动机盖模型进行对比,验证了优化方案的可行性。

余热利用系统多目标优化模型及应用

以炭黑生产中的余热利用系统为背景建立了余热利用系统多目标优化规划数学模型;阐述了模型的求解方法;给出了实例分析。

排污权交易制度下电力系统多目标环境经济优化调度

在假设已经建立排污权交易制度的条件下,建立了燃料消耗与污染排放双目标优化模型来解决电力系统环境经济调度问题。在使用连续线性规划处理目标函数和传统约束条件的同时,考虑总量控制约束和机组排放指标受限约束。根据福建省在运行机组的历史数据,拟合燃料耗量函数和污染排放函数曲线。通过讨论不同情形下的发电燃料消耗量与污染排放量,证明了排污权的充分交易能够在降低燃料消耗量的同时,减小污染排放量。

交互式满意协调法——一种多目标优化方法

本文在分析多目标优化设计的特点和各种已有的多目标优化方法优缺点的基础上,提出了一种交互式满意协调多目标优化方法,它基于理想点法的策略思想,运用极小极大法进行多目标优化,具有由设计者直接面向目标函数值进行交互式协调的协调机制,同时又吸取了线性加权统一目标法中权系数的处理方法,具有使用简单方便,协调处理直观灵活的特点,通过算例的考核,表明是一种实用有效的多目标优化方法。

广西自贸区绿色多式联运路径优化研究

伴随着广西自贸区的建立以及一带一路的延伸,广西与东盟各国物流运输量逐渐增多。传统的高耗能高污染运输模式已无法满足日益增长的需求,必须做出相应的改革,而发展绿色多式联运则是解决问题的重要方式。以自贸区为背景建立多目标非线性规划模型。不同于传统研究以时间或成本为目标,研究如何在绿色环保状态下使运输达到低成本、按时达到以及高质量服务为目标。借助理想点法将多目标转换成单目标模型,运用LINGO12软件求解,验证该模型的实用性,为广西自贸区打造绿色高效多式联运机制提供一定的借鉴性。