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基于改进人工鱼群算法的大规模多目标机组组合优化

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电力系统保护与控制 2021年第8期49卷 100-108页

作者：张朝炜柳云祥朱永利华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003 内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局内蒙古阿拉善盟左旗750300

大型电力系统包含众多发电机组,且运行时需要考虑诸多方面的因素,其机组组合优化是一个多目标多约束的非线性大规模优化问题,现有方法存在诸多不足。人工鱼群算法在解决非线性优化问题时性能良好,但存在寻优效率低、可能陷入局部极值等... 详细信息

大型电力系统包含众多发电机组,且运行时需要考虑诸多方面的因素,其机组组合优化是一个多目标多约束的非线性大规模优化问题,现有方法存在诸多不足。人工鱼群算法在解决非线性优化问题时性能良好,但存在寻优效率低、可能陷入局部极值等缺点。针对这些不足,提出了改进的人工鱼群算法。该算法引入了可变视野,对人工鱼移动策略做出了调整并与遗传算法中的变异操作相结合。构建了兼顾经济性与环保性的多目标优化模型。为了解决机组规模扩大导致的计算时间过长问题,采用了分阶段的优化方法,将改进后的算法应用于启停安排阶段,确定机组启停状态后采用混合整数规划法进行负荷分配。针对最高包含1000台机组的大电网机组优化算例进行了模拟实验,实验结果表明:改进后的优化算法的收敛性和全局搜索能力均得到了提高,大规模机组组合的计算时间大大缩短。多目标条件下也取得了理想结果,验证了该方法的有效性。

关键词：机组组合经济调度人工鱼群算法大规模多目标

人工鱼群算法的改进及其在电网机组组合中的应用

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人工鱼群算法的改进及其在电网机组组合中的应用

作者：张朝炜华北电力大学

学位级别：硕士

大型电力系统包含众多发电机组,且运行时需要考虑诸多方面的因素,其机组组合是一个多目标多约束的非线性大规模优化问题,现有方法存在诸多不足。人工鱼群算法在解决非线性优化问题时性能良好,但存在寻优效率低、可能陷入局部极值等缺点... 详细信息

大型电力系统包含众多发电机组,且运行时需要考虑诸多方面的因素,其机组组合是一个多目标多约束的非线性大规模优化问题,现有方法存在诸多不足。人工鱼群算法在解决非线性优化问题时性能良好,但存在寻优效率低、可能陷入局部极值等缺点。因此,本文设计了一种改进的人工鱼群算法,构建了电网机组组合模型,并将改进算法应用于所建模型,实现了对大规模机组的多目标机组组合优化。针对人工鱼群算法存在的缺陷,本文从3个方面对算法做出了改进。通过采用可变视野、调整移动策略以及结合遗传算法中的变异操作,使算法的收敛性能和全局搜索能力均得到了提高。为了验证改进方法的有效性,用测试函数进行了实验,实验结果证明改进算法弥补了原始算法的不足。为了解决大规模多目标机组组合问题,构建了电网机组组合模型。模型设定了经济性和环保性两个目标,使用线性加权法对多目标进行处理。为了避免机组规模扩大而导致计算时间过长,模型采用了分阶段的优化方法,将优化过程分解为启停安排和负荷分配两个阶段,各阶段分别设置目标并执行约束处理,使算法无需反复进行负荷分配,从而大大缩短了求解时间。本文将改进算法应用于模型中的启停安排阶段,并实施了仿真实验。为了验证算法和模型的可行性,对最高包含1000台机组的大规模算例分别进行了经济调度和多目标优化仿真实验。其中,经济调度仿真实验结果表明:改进算法具有更强的寻优能力,分阶段优化方法能够有效缩短问题的计算时间,并且相较于其他优化方法,本文算法更适用于求解大规模机组组合问题;多目标优化仿真实验结果表明:模型能够在不显著延长求解时间的情况下,大幅减少系统的CO、SO排放量,达到环保性目标,对爬坡约束的处理也取得了较好效果。

关键词：人工鱼群算法机组组合经济调度多目标优化大规模

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适用于工业物联网网关的智能边缘计算

电讯技术 2024年第10期64卷 1653-1658页

作者：王嘉炜赵小燕张朝晖王祎豪北京科技大学自动化学院北京100083 北京市工业波谱成像工程技术研究中心北京100083

工业设备接入网络实现生产自动化的过程中数据量级快速增长,而边缘层设备资源有限,无法完成全部任务请求。针对边缘层设备合理高效处理端设备任务请求的问题,提出了一种基于多跳计算卸载方法的物联网边缘网关(Internet of Things Edge G... 详细信息

工业设备接入网络实现生产自动化的过程中数据量级快速增长,而边缘层设备资源有限,无法完成全部任务请求。针对边缘层设备合理高效处理端设备任务请求的问题,提出了一种基于多跳计算卸载方法的物联网边缘网关(Internet of Things Edge Gateway,IoTEG)框架。该框架要求数据优先在网关侧处理以降低时延和保护隐私。首先,该框架根据端设备任务流特点将其分为时敏和非时敏两类。其次,设计了任务轮转调度处理机制,对任务流按时延要求高低进行处理。最后,设计了基于实时网络资源、实时本地资源和任务类型的最优联合计算卸载策略。实验结果表明,IoTEG框架能有效提高任务卸载的成功率,并能够高效处理不同类型的任务。

关键词：工业物联网(IIoT) 边缘网关调度机制计算卸载智能边缘计算

基于半固定分簇的无线传感器网络节能分簇路由算法

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通信学报 2024年第4期45卷 160-170页

作者：张朝辉周嘉琦西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710071

为了解决无线传感器网络中节点能耗不均衡和数据传输能耗大导致的网络生命周期短的问题,提出了基于半固定分簇的节能分簇路由算法。在节点部署完毕后对每个簇进行调整,保证每个簇的节点数相同,从而达到负载均衡的目的。在簇头选择阶段,... 详细信息

为了解决无线传感器网络中节点能耗不均衡和数据传输能耗大导致的网络生命周期短的问题,提出了基于半固定分簇的节能分簇路由算法。在节点部署完毕后对每个簇进行调整,保证每个簇的节点数相同,从而达到负载均衡的目的。在簇头选择阶段,主要考虑节点间距离以及节点的剩余能量;在数据传输阶段,算法根据节点的剩余能量、节点到基站的距离以及节点之间的距离构建了中继节点选择的优化模型,同时实现了均衡和降低能耗的目标;当网络运行一段时间后,由于簇间的剩余能量差异过大,再次对簇群进行优化,尽可能使得每个簇群能量接近;最后当簇头节点能量低于所设阈值时,再次对簇头进行轮换优化,以延长节点的工作时长。仿真结果表明,所提算法有效降低了节点能耗,延长了网络的生命周期。

关键词：无线传感器网络分簇路由簇群负载均衡能耗优化

综合景观管理:理论范式、行动框架与应用探索

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中国人口·资源与环境 2024年第1期34卷 201-211页

作者：张朝辉石河子大学经济与管理学院新疆石河子832000

综合景观管理是面向“人与自然和谐共生”“社会-经济-自然复合生态系统协同高质量发展”的时代命题,实现生态环境修复与农户生计改善目标双赢、自然景观质量与居民福祉水平协同提升的理论与实践框架。遵循生态与生计包容性发展理念,基... 详细信息

综合景观管理是面向“人与自然和谐共生”“社会-经济-自然复合生态系统协同高质量发展”的时代命题,实现生态环境修复与农户生计改善目标双赢、自然景观质量与居民福祉水平协同提升的理论与实践框架。遵循生态与生计包容性发展理念,基于国外综合景观管理的理论成果与项目实践,通过综合景观管理的语义结构剖析、价值逻辑梳理、理论范式呈现、行动框架建构与应用实践探索,为中国生态治理体系和治理能力现代化提供新视域。研究结果表明:第一,综合景观管理是协同实现农业生产、生态系统保护、可持续自然资源管理、人类健康和福祉等多重目标的战略框架。第二,综合景观管理是践行“绿水青山就是金山银山”理念的直接体现,协调“生产空间-生活空间-生态空间”的具体实践,协同增进“生态安全-生产安全-生计安全”的最佳办法,“自上而下”与“自下而上”融合调适的治理制度。第三,综合景观管理是多目标协同、多主体对话、多尺度联动、多行动链接、多环节调适的生态治理复合逻辑。第四,综合景观管理是确定问题清单与相关主体、明晰行动目标与治理措施、设计管理方案与支持机制、实施综合行动与监测评估等组成的生态治理系统行动。基于上述结论,该研究结合中国退耕还林工程的运行实践,嵌入综合景观管理的理论范式与行动框架,科学反思退耕还林工程政策的可能性改进方向,为综合景观管理提供实践例证。

关键词：综合景观管理生态修复适应性管理协同

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以机关报活动为核心：日本共产党的特色党建制度考察

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社会主义研究 2024年第05期 129-137页

作者：张朝钰中国人民大学马克思主义学院

日本共产党的党势何以崛起何以颓靡并不单单是一个意识形态领域的问题，在更大程度上，这应是一个党建领域的问题。以机关报为核心的党活动作为日共党建领域的特色创建，在政治建设、财政建设、组织建设上都发挥了至关重要的作用，是日... 详细信息

日本共产党的党势何以崛起何以颓靡并不单单是一个意识形态领域的问题，在更大程度上，这应是一个党建领域的问题。以机关报为核心的党活动作为日共党建领域的特色创建，在政治建设、财政建设、组织建设上都发挥了至关重要的作用，是日共在发达资本主义国家这个特殊的国情下进行马克思主义本土化探索的理论结晶，也是理解和把握战后日共发展脉络的主线。

关键词：日本共产党《赤旗》党的建设

MaOEA/A2R:一种基于A2R支配关系的高维多目标进化算法

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电子学报 2024年第8期52卷 2758-2772页

作者：谢承旺付世炜华南师范大学数据科学与工程学院广东汕尾516600 南宁师范大学计算机与信息工程学院广西南宁530100

传统的Pareto支配关系在高维目标空间存在固有缺陷,而一些改进的支配方法在平衡高维目标解群的收敛性与多样性上尚有提升空间.基于此,提出一种参考向量关联区域(小生境)自动缩减的支配关系A2R(dominance relation based on the Automati... 详细信息

传统的Pareto支配关系在高维目标空间存在固有缺陷,而一些改进的支配方法在平衡高维目标解群的收敛性与多样性上尚有提升空间.基于此,提出一种参考向量关联区域(小生境)自动缩减的支配关系A2R(dominance relation based on the Automatically reduced region Associated with the Reference vector).该支配方法在进化全过程中逐代缩减小生境规模,从而实现收敛性与多样性自动平衡,而且不引入额外参数.另外,提出利用基于L_(p)-范式(p=1/M,M为目标数)的拥挤距离度量高维目标解群的多样性.将上述两种策略嵌入到经典的NSGA-II(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II)框架,设计一种基于A2R支配关系的高维多目标进化算法MaOEA/A2R(Many-Objective Evolutionary Algorithm base on A2R).该算法与其他5种代表性的高维多目标进化算法一同在5-、10-、15-和20-目标的DTLZ(benchmark MOP proposed by Deb,Thiele,Lau-manns,and Zitzler)和WFG(benchmark MOP pro-posed by Walking Fish Group)基准测试问题上进行IGD(Inverted Generational Distance)和HV(Hyper Volume)性能测试.结果表明,MaOEA/A2R算法总体上具有较好的收敛性和多样性.由此表明,MaOEA/A2R是一种颇具前景的高维多目标进化算法.

关键词：进化算法高维多目标优化问题改进支配关系高维多目标进化算法

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含多种碰撞约束振动系统的周期运动转迁特性

吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 902-916页

作者：王世俊罗冠炜兰州交通大学机电工程学院兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通装备系统动力学与可靠性重点实验室兰州730070

研究了一类含刚性及弹性复合约束的两自由度受迫振动系统,基于双参数协同仿真的数值计算方法,在关键参数激振力频率和两质块间间隙值构成的参数平面上获得了系统周期运动的模式类型和存在区域;揭示了无冲击振动和相邻基本周期冲击振动... 详细信息

研究了一类含刚性及弹性复合约束的两自由度受迫振动系统,基于双参数协同仿真的数值计算方法,在关键参数激振力频率和两质块间间隙值构成的参数平面上获得了系统周期运动的模式类型和存在区域;揭示了无冲击振动和相邻基本周期冲击振动之间、相邻基本周期运动之间的转迁规律;分析了弹性约束刚度变化对系统周期运动模式类型和存在区域的影响。结果表明:无冲击振动和相邻基本周期运动之间、相邻基本周期运动之间都存在两类主要的转迁区域,包括舌状域和迟滞域;舌状域中包含具有规律性的亚谐运动,这些亚谐运动和相邻的基本周期运动在舌状域边界线附近构成迟滞域群;增大弹性约束处的刚度值,会使得双参数平面中低频率域的概周期运动、混沌运动存在域显著增大,并分割周期运动存在域。

关键词：机械设计复合约束碰撞振动协同仿真迟滞域群分岔

基于土地利用情景模拟的和田地区生态系统服务价值时空特征与交互驱动研究

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农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 780-793页

作者：张朝辉于师琪石河子大学经济与管理学院新疆石河子832000

为探究生态系统服务价值(Ecosystem Services Value,ESV)时空演变规律与驱动机制,以新疆和田地区为研究区,耦合PLUS-Geodetector模型对2018—2034年土地利用情景进行模拟,并从产业发展角度分析其ESV变化趋势与驱动机制。本研究设置8类... 详细信息

为探究生态系统服务价值(Ecosystem Services Value,ESV)时空演变规律与驱动机制,以新疆和田地区为研究区,耦合PLUS-Geodetector模型对2018—2034年土地利用情景进行模拟,并从产业发展角度分析其ESV变化趋势与驱动机制。本研究设置8类土地利用类型和不同情景下的邻域权重,利用PLUS模型进行模拟得到2034年自然演变、经济优先、生态保护三种土地利用情景。结果表明:三种情景下,和田地区ESV总值均有所增加,其中生态保护情景增长量最高,经济优先情景最低;除南部山区、中北部水域附近为高值、次高值、中值区域外,ESV分布呈现出以低值、次低值区域为主,南高北低的总体特征;2010—2018年,和田地区ESV的大幅度变动主要集中在中部城镇发展轴邻近区域,而在2018—2034年,ESV的空间变化范围将进一步扩张,由农牧业、工业快速发展所带来的耕地、建设用地向城镇轴线南北两侧的迅速扩展是造成ESV空间变化的主要因素,经济优先情景下人造土地利用类型扩张速度更快,生态保护情景则与之相反。和田地区ESV现状与演化趋势是自然与产业因素综合作用的结果,自然因素对和田地区ESV驱动作用较社会经济因素更强,社会经济因素中牧业、工业具有更强的驱动作用,双因子交互作用的驱动力大于单因子,且各产业交互作用驱动力高于单产业。研究表明,不同的发展模式下和田地区ESV的数量与分布产生明显差异,而各产业内的各个因素及其交互作用对ESV的变化具有明显的驱动作用,根据ESV评估与驱动机制分析科学规划发展路线,对和田地区可持续、高质量发展具有重要意义。

关键词：生态系统服务价值情景模拟 PLUS模型驱动机制地理探测器和田地区

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