A multi-objective fuzzy optimization model for cropping structure and water resources and its method

Cropping structure has a close relationship with the optimal allocation of agricultural water resources. Based on the analysis of the relationship between agricultural water resources and sustainable development, this paper presents a multi objective fuzzy optimization model for cropping structure and water allocation, which overcomes the shortcoming of current models that only considered the economic objective,and ignored the social and environmental objectives. During the process, a new method named fuzzy deciding weight is developed to decide the objective weight. A case study shows that the model is reliable, the method is simple and objective, and the results are reasonable. This model is useful for agricultural management and sustainable development.

Land use structural optimization of Lilin based on GMOP-ESV

Land use structural optimization is an effective approach to realize land sustainable utilization and allocate limited land resource rationally. Grey multiple objectives programming (GMOP) model based on China terrestrial ecosystem service value was constructed and applied to Lilin town. The result shows that GMOP model has more practical applicability and takes ecologic, social and comprehensive benefit into consideration. There are three programs after optimization. Program Ⅰ is comprehensive improvement and constructing ecological economy type, program Ⅱ is gross cultivated land dynamic balance type and program Ⅲ is compromise type. There are still problems in programs Ⅱ and Ⅲ, such as distribution in disorder, land left unused or abandoned. Based on the benefits above, Program Ⅰ>Program Ⅲ> Program Ⅱ. Program Ⅰ is the optimal case. Its comprehensive benefit is 8.43208×107 RMB yuan/a.

农地流转的碳减排效应研究

农地流转可以促进农地的集中使用和规模化经营,会降低农业生产经营过程中的化学品和机械等生产性投入强度,并促进农作物种植结构“趋粮化”,进而降低农业碳排放强度。采用2011—2021年30个省份的数据检验农地流转率对农业碳排放强度的影响,结果表明:农地流转率提高对农业碳排放强度具有显著的负向影响;农地流转能够通过减少农业化学品和机械投入强度、提高粮食种植面积占比来降低农业碳排放强度。进一步分析发现,因流转对象和形式的不同,农地流转的碳减排效应存在异质性,表现为:相比流入农户、企业的农地流转,流入合作社的农地流转具有更为显著的碳减排效应;相比采用出租转包、互换转让形式的农地流转,采用股份合作形式的农地流转具有更为显著的碳减排效应。因此,应积极推动农地有序流转,不断完善农地流转机制,合理引导农地流转方向,并鼓励农地流转与农业碳减排项目相结合,以有效减少农业碳排放。

碳减排和水生态承载双重约束下的江苏化工产业结构优化研究

长江经济带作为重大国家战略发展区域,其生态修护和资源合理高效利用关系国家发展全局。江苏化工产业为污染密集型和资源消耗型产业,妥善处理产业发展和资源环境保护的矛盾,对推动长江大保护以及实现协同减排目标具有重要意义。以江苏省化工产业为研究对象,2017年为基准年,构建碳减排和水生态承载双重约束下化工产业结构多目标优化模型,运用NSGA-Ⅱ-VIKOR算法,探讨不同情景下江苏化工产业结构调整的路径。结果表明:1)相比低碳发展型、节水发展型和经济发展型情景,均衡发展型情景下江苏化工产业节约用水998.48万m^(3),碳排放强度年下降率为4.27%,产值年增长率达到4.73%,在实现水资源高效利用、碳排放强度显著降低的同时,兼顾经济高质量发展。2)化工产业结构仍需调整,具体为支持发展橡胶和塑料制品业,限制发展石油加工、炼焦及核燃料加工业,重点针对化学纤维制造业采取节水降碳措施。3)优化结果的实现需要能源消费结构向清洁能源方向优化调整,煤炭消费比重下降5.54%,天然气及电力等清洁能源上涨5.45%。4)水资源配置转移方向基本和产业结构调整方向一致,通过水资源分配优化可使石油加工、炼焦及核燃料加工业和化学纤维制造业分别节约9.8%和5.14%的用水量,并通过水交易市场转移配置到橡胶和塑料制品业。据此,建议提升区域生态承载能力,实现区域高质量发展;构建清洁高效能源消费体系,提升能源利用率;建设节水型产业发展体系,实现产业与水生态全面协调、可持续发展。

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法(NSGAⅡ-S)对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明:应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS_(4)(削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌),该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。

动车组头车声固耦合模态分析及多目标优化

目前针对高速列车领域声固耦合共振现象的产生机理和影响因素尚缺乏深入探讨,并且基于声固耦合共振理论的车体优化设计也需进一步开展。该研究基于模态等效和质量等效原则建立动车组头车有限元模型,分别进行结构模态、声场模态和考虑内外声场影响的声固耦合模态分析。分析结果表明:结构模态频率符合头车设计规范;声场模态存在与结构模态相近的特征频率,为后续耦合共振优化提供依据;内外声场的耦合作用导致结构和声场系统的模态参数变化,论证了模态分析中考虑声固耦合因素的必要性。基于模态分析结果,对动车组头车结构进行了两项优化设计:以车体质量最小化为目标,车身厚度为设计变量,在满足一阶垂弯模态频率约束条件下进行车体减重设计;为避免耦合共振影响,提取结构和声场固有频率值接近的模态阶次,将二者的频率差最大化作为优化目标,引入车体减重设计模型,形成头车轻量化与舒适性指标同步提升的多目标优化体系。

作物种植结构多目标模糊优化模型与方法

在分析了我国农业水资源现状与农业可持续发展关系的前提下,提出了与农业水资源优化配置密切相关的作物种植结构的多目标模糊优化模型,并提出模糊定权的方法来确定指标权重,克服了目标函数中用线性评判指标来处理高度非线性多目标问题与确定权重的不足.应用实例表明,该理论模型严谨,物理意义明晰,计算方法简洁,可为区域农业可持续发展规划提供较完善的多目标模糊优化理论、模型与方法.

超精密机械结构多目标拓扑优化设计

为满足超精密工件台结构极高的静动性能要求,提出了一种基于目标分层的多目标结构拓扑优化方法,并将其应用于超精密工件台关键件的结构优化设计中。基于ANSYS的仿真实验结果表明,多目标结构拓扑优化方法能够有效地提高结构的静动性能和设计效率,满足超精密结构极高的性能要求,为现代工程结构的多目标优化设计和改进提供了理论依据和方法。

自主导航农业车辆的全景视觉多运动目标识别跟踪

为提高自主导航农业车辆导航路径的准确性和行驶作业的安全性,提出自主导航农业车辆的全景视觉多运动目标识别跟踪方案。该方案采用全景视觉进行无盲区的多运动障碍目标的检测,并解决了多运动目标跟踪中遮挡重叠的问题。首先系统将多目相机采集的图像拼接成全景图像,采用分段图像的改进核函数算法对运动目标进行快速自动检测跟踪;其次采用基于路径预测的粒子滤波算法进行多运动目标跟踪并解决遮挡重叠的问题。通过试验表明:采用改进的核函数目标快速跟踪算法,与传统核函数跟踪算法相比,减少系统内存消耗66.8%,加快运算速度35.63%;采用基于路径预测的粒子滤波多目标跟踪算法,在多运动目标遮挡重叠的情况下,平均提高运动目标跟踪成功率39.5个百分点,算法平均耗时0.78s。

富氧底吹熔炼炉内氧枪结构参数的优化分析

以提高底吹熔炼炉反应区的熔炼效率及优化底吹炉反应区的氧枪结构参数为目标,运用数值模拟的方法,建立底吹熔池熔炼炉内气液两相流动的三维数学模型。应用正交表设计数值模拟的试验方案,以气含率、熔池内熔体平均速度以及平均湍动能为优化指标,采用田口方法对底吹熔池熔炼炉进行了氧枪结构多目标优化研究。结果表明,通过统计分析方法得到氧枪结构最优组合如下:氧枪直径为0.06 m,氧枪间距为0.98 m,氧枪倾角为17°。对优化结果进行统计验证,表明采用田口方法优化底吹炉氧枪结构可行,优化结果可靠。

基于同类城市建设目标的北京市土地利用结构优化

基于北京与东京土地利用的对比分析,对北京市土地利用结构进行优化,更好地发挥城市土地的宏观调控功能。根据北京市1992-2012年和东京1982-2011年多期土地利用现状数据,集成多目标优化模型的目标决策功能和元胞自动机-马尔可夫链(CA-Markov)模型的空间布局特点,对北京市2020、2030年的土地利用进行数量结构优化和空间布局模拟。通过对北京与东京在土地利用演变过程的深入分析,归纳总结出北京土地利用的发展定位以及2020、2030年的定量目标,然后对土地利用经济、社会和生态3方面构建多目标模型,最后对模型进行求解,同时应用CA-Markov模型对北京市2020、2030年优化后的土地利用结构进行空间布局模拟,通过运算,北京市农用地、生态用地、建设用地、交通用地、水域、其他土地在2020年、2030年的比例分别为21.00%、50.50%、19.00%、3.00%、4.50%、2.00%和20.00%、50.00%、20.00%、3.50%、4.50%、2.00%。优化后的土地利用结构改变以往剧烈变化的现象,更趋向于稳定状态,优化后的土地利用布局更为集约并兼顾生态保护功能。

现役建筑结构多目标多人评估方法

结合现役建筑结构评估实际应用背景，利用经典数学理论中的最小二乘法准则确立了多目标权重分配方法以及多人评估水平权重分配方法，最后建立了加权平均型多目标多人现役建筑结构性能评估的新方法。

油田开发二层多目标措施结构优化模型及算法

讨论了油田开发规划的措施结构优化问题,基于二层多目标规划原理,将油田企业视为一个二层系统(上层为油田公司,下层为各个采油厂,且2个层面相对独立),以总措施产量最大、总效益最好为目标,建立了油田开发规划的二层多目标措施结构优化模型,并给出了适用于该模型的改进的Pareto多目标遗传算法的设计和实现步骤。该优化模型成功解决了油田公司措施产量分配问题、采油厂各分项措施产量对应的各项工作量及其他开发指标的最优构成问题。

可持续发展林业产业结构优化系统模型研究

运用系统工程的方法 ,对可持续发展战略下的区域性林业产业结构优化问题的系统结构、子系统间的关联和多目标特性等进行了深入的系统分析。在此基础上 ,根据大系统理论 ,建立了包含目标函数模型、各子系统的约束条件模型和关联模型在内的区域性林业产业结构优化的大系统模型 ,并推导出了相应的分解—协调算法。通过应用表明了所提出的模型和方法为区域性林业产业结构的可持续发展规划提供了有效的手段。图 1,参 9。

基于移动渐近线方法的结构多刚度拓扑优化设计

基于人工密度指数法,结合序列分层优化方法和折衷规划法,提出并建立了一种求解复杂工况下连续体结构多刚度拓扑优化设计问题的多目标混合优化策略。连续体结构的多刚度拓扑优化设计问题本质上是一种非线性数学规划问题,以数学规划方法中的移动渐近线方法为基础,提出一种具有较佳全局收敛性和单调性特点的序列凸规划近似方法,该法对于目标函数复杂和多约束的拓扑优化问题具有更好的适定性。通过典型的数值算例证明了所研究方法的有效性。

行星滚柱丝杠副的结构参数优化分析

首先分析了行星滚柱丝杠副的传动原理,其次将行星滚柱丝杠中行星齿轮的部分结构参数作为设计变量,最后利用乘除法和模拟退火算法对这些设计变量进行了优化分析,从而在保证设计质量的前提下,缩短了设计周期,减少了设计成本。

21世纪我国农业产业结构调整的目标定位

当前农业发展的关键点是调整产业结构 ,如何定位 2 1世纪农业产业结构调整的目标 ,实现整个农村经济的可持续发展 ,是本世纪农业发展首当其冲应当解决的问题。本文分别从生产实践与宏观认识和经营管理方面来探讨 2 1世纪农业产业结构调整的目标定位。

基于状态预测和运动结构的在线多目标跟踪

基于检测的跟踪是近年来多目标跟踪领域的研究热点,针对目前在线跟踪算法通常只考虑相邻2帧间的数据关联,对误检的鲁棒性不高,易造成轨迹碎片的问题,提出一种基于状态预测和运动结构的在线多目标跟踪算法.该算法将多目标跟踪分为逐帧跟踪和轨迹恢复2个阶段.在逐帧跟踪阶段,利用运动结构实现目标空间位置对齐,采用多特征融合进行相似度计算,以提升相邻2帧之间的数据关联精度,运动结构的使用还将提升追踪过程对摄像头移动的鲁棒性;在轨迹恢复阶段,记录未关联目标,并对其进行状态预测,然后和检测结果进行相似度匹配,以完成轨迹恢复,从而解决轨迹碎片问题.在MOTChallenge 2015上的实验结果证明,文中算法的多目标跟踪准确率有明显提高,轨迹碎片减少,同时对于摄像头移动等环境问题具有很好的鲁棒性.

基于模糊熵的人力资源结构优化配置

本文提出基于模糊熵的人力资源结构优化配置方法 ,并对现有人力资源结构合理性和协调性程度进行了科学评价。

改进粒子群算法在农业种植结构优化中的应用

【目的】促进地区农业水资源高效利用,在保证粮食安全的基础上,降低灌溉需水量,推动农业节水、提高产量和效益。【方法】以安阳市为例,以经济、社会、生态和水资源效益最大为综合目标,引入惯性权重衰减和粒子变异策略,建立了基于改进粒子群算法的多目标农业种植结构优化模型。【结果】通过对现状水平年2018年、规划水平年2025年(近期)、2035年(远期)的种植结构调整,在结合现状缺水程度下,压减耗水量大的小麦、玉米等粮食作物种植比例,增加油料、蔬菜及食用菌等经济作物种植比例,经济、社会、生态、水资源目标的综合效益分别提升13.59%、10.90%、9.82%;同时,在满足农作物全生育期需水量的情况下,缺水率分别缩减9.02%、9.56%、9.95%,在一定程度上缓解了农业水资源供需矛盾。【结论】改进粒子群算法使种植结构得到平衡优化,在提高综合效益及产量的同时能够降低灌溉需水量。