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动态罚函数法求解约束优化问题

计算机工程与应用 2022年第4期58卷 83-90页

作者：原杨飞党乾龙徐伟刘玲玲罗宇婷西安电子科技大学数学与统计学院西安710126

针对罚函数法在求解约束优化问题时罚系数不易选取的问题,提出一种基于动态罚函数的差分进化算法。利用罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题。为平衡种群的目标函数和约束违反程度,结合ε约束法设计了一种动态罚系数策略,其中... 详细信息

针对罚函数法在求解约束优化问题时罚系数不易选取的问题,提出一种基于动态罚函数的差分进化算法。利用罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题。为平衡种群的目标函数和约束违反程度,结合ε约束法设计了一种动态罚系数策略,其中罚系数随着种群质量和进化代数的改变而改变。采用差分进化算法更新种群直到搜索到最优解。对IEEE CEC 2010和IEEE CEC 2017两组基准测试集进行仿真实验,结果表明提出的算法具有较强的寻优性能。

关键词：约束优化罚函数法 ε约束法差分进化

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物流设施规划的多目标优化模型

控制与决策 2006年第8期21卷 957-960页

作者：韩庆兰中南大学商学院长沙410083

综合考虑物流系统总成本与顾客满意度之间的平衡,提取出对物流设施规划有重要影响的因素.将其中顾客满意度这一定性因素用量化的服务水平代替,由此建立一个多目标规划模型.采用ε约束法对模型进行求解,得到了多目标优化模型的非劣解,并... 详细信息

综合考虑物流系统总成本与顾客满意度之间的平衡,提取出对物流设施规划有重要影响的因素.将其中顾客满意度这一定性因素用量化的服务水平代替,由此建立一个多目标规划模型.采用ε约束法对模型进行求解,得到了多目标优化模型的非劣解,并对其进行了评价.最后通过实例说明该模型在决策规划中的应用.

关键词：多目标规划 ε约束法非劣势解

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考虑跑道复杂依赖关系的多目标飞机排序模型

南京航空航天大学学报 2023年第6期55卷 1025-1032页

作者：陈可嘉司徒腾宽林鸿熙福州大学经济与管理学院莆田学院商学院

考虑跑道间复杂依赖关系和依赖跑道上动态间隔约束，研究了同时存在依赖、独立跑道的多目标进离场飞机排序问题。以降低航空公司延误总成本和降低旅客总延误时间为目标，建立了跑道复杂依赖关系下的多目标规划模型。通过重庆江北机场的... 详细信息

考虑跑道间复杂依赖关系和依赖跑道上动态间隔约束，研究了同时存在依赖、独立跑道的多目标进离场飞机排序问题。以降低航空公司延误总成本和降低旅客总延误时间为目标，建立了跑道复杂依赖关系下的多目标规划模型。通过重庆江北机场的3个实际算例，使用ε约束法求解多目标模型的Pareto最优解集。与未增加本文两处约束的传统模型进行对比显示，额外考虑复杂依赖关系后航空公司延误总成本减少了68.5%～80.3%，旅客延误总时间减少了68.8%～77.7%，额外考虑依赖跑道上动态最小间隔时间后航空公司延误总成本减少了20.4%～43.4%，旅客总延误时间减少了29.2%～42.5%。

关键词：飞机排序多跑道多目标复杂依赖跑道 ε约束法

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多能流系统经济-节能多目标最优运行

电力系统及其自动化学报 2020年第9期32卷 77-85页

作者：郑亚锋魏振华高宇峰王春雨国核电力规划设计研究院有限公司北京100095

多能流系统通过不同种类能源的多能互补和梯级利用,能够有效降低供能成本,提高能源利用率。然而,由于多能流系统中存在的能源种类不同,在其运行过程中不仅要考虑“量”的节约,还应注重“质”的差异。为此,本文首先利用热力学分析法,对... 详细信息

多能流系统通过不同种类能源的多能互补和梯级利用,能够有效降低供能成本,提高能源利用率。然而,由于多能流系统中存在的能源种类不同,在其运行过程中不仅要考虑“量”的节约,还应注重“质”的差异。为此,本文首先利用热力学分析法,对多能流系统内不同类型能源进行质量评估,建立系统最小化㶲输入的节能指标;其次,考虑系统运行成本和设备模型,建立多能流系统的经济-节能多目标最优运行模型;最后,利用ε约束法获得该多目标优化问题的Pareto前沿,并采用模糊决策确定系统的最佳运行策略。仿真结果验证了本文所提的模型和方法的有效性,能够实现多能流系统的经济、节能协调运行。

关键词：多能流系统㶲分析节能 ε约束法 Pareto前沿

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基于工业算力网络的算力接入服务器部署算法

计算机集成制造系统 2023年

作者：章刚陈庆奎南昌工学院信息与人工智能学院上海理工大学光电信息与计算机工程学院

为解决由算力接入服务器的资源有限性与算力资源的系统结构的不稳定性之间的矛盾所产生的工业算力网络建设效率低下问题，提出一种新型量子遗传算法予以解决。首先，本文基于多目标优化模型分析了算力接入服务器部署问题。随后，利用ε... 详细信息

为解决由算力接入服务器的资源有限性与算力资源的系统结构的不稳定性之间的矛盾所产生的工业算力网络建设效率低下问题，提出一种新型量子遗传算法予以解决。首先，本文基于多目标优化模型分析了算力接入服务器部署问题。随后，利用ε约束法把该问题转化为基于ε约束法的算力接入服务器部署问题，并从理论上证明了两个问题在一定程度上是等价的。算法设计时，采用量子基因位代替传统基因位构建量子染色体。之后，基于问题的约束条件划分整个搜索空间，并通过量子染色体中的量子基因位复数概率幅之间的大小关系完成种群均匀分布。接着，以最优量子染色体为基准，剩余量子种群基于个体均衡度并通过量子旋转门完成种群迭代更新。最后，对约束条件空间中每个被选中的量子染色体利用随机量子非门完成变异操作。实验从算力资源总量误差率、负载均衡偏差率、算法收敛率以及最优解偏差率等4个方面验证了该算法有效性和收敛性。

关键词：工业算力网络算力接入服务器 ε约束法量子遗传算法

基于鲁棒优化的多目标共享单车电子围栏选址研究

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工业工程与管理 2023年第5期28卷 151-160页

作者：贾永基陆玉琴李嘉东华大学旭日工商管理学院上海200051 上海市现代流通学校上海200444

“双碳”背景下,零排放的共享单车系统可以有效降低公共交通系统的碳排放。将电子围栏作为单车停放点,是应对乱停乱放、保障共享单车行业可持续发展的有效措施。以电子围栏选址总成本最小和用户需求覆盖最大为优化目标,研究了用户需求... 详细信息

“双碳”背景下,零排放的共享单车系统可以有效降低公共交通系统的碳排放。将电子围栏作为单车停放点,是应对乱停乱放、保障共享单车行业可持续发展的有效措施。以电子围栏选址总成本最小和用户需求覆盖最大为优化目标,研究了用户需求不确定情形下的多目标电子围栏选址问题。利用预算不确定集来刻画用户需求的不确定性,构建了多目标电子围栏选址的鲁棒优化模型,并利用对偶理论将其转化为鲁棒对等模型,然后采用ε约束法进行求解。现实算例测试结果验证了本文模型和方法的有效性。

关键词：鲁棒优化多目标优化电子围栏选址 ε约束法

基于蓄电池和抽水蓄能的混合储能微电网优化配置研究

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基于蓄电池和抽水蓄能的混合储能微电网优化配置研究

作者：袁志鑫南昌大学

学位级别：硕士

随着全球环境的问题日益显现,传统供能方式正在不断转型,传统的以火电为主的发电比例不断下降,大量的风光等可再生能源机组接入到电网中,其波动性和随机性已经对电网的稳定运行产生了巨大挑战。储能技术在提高风光新能源消纳比例和稳定... 详细信息

随着全球环境的问题日益显现,传统供能方式正在不断转型,传统的以火电为主的发电比例不断下降,大量的风光等可再生能源机组接入到电网中,其波动性和随机性已经对电网的稳定运行产生了巨大挑战。储能技术在提高风光新能源消纳比例和稳定安全供电方面发挥着重要的作用,本文针对含储能的电力系统规划问题,开展了含混合储能的并网型和离网型微电网的配置研究,主要包括以下工作:首先,建立了风力发电、光伏发电模型,通过研究抽水蓄能在不同模式下的工作效率问题,搭建了抽水蓄能在水泵和涡轮模式下的工作效率模型,以提高抽水蓄能在充放电时的能量使用效率。并根据各区域的用电习惯,建立了符合各类区域用户的需求侧响应模型,以提高用户响应负荷功率调节的积极性。其次,针对太阳能资源丰富的沿海地区的供电困难问题,提出了基于蓄电池和抽水蓄能的混合储能并网型微电网多目标优化配置模型;引入抽水蓄能的两个最低工作功率变量α和β,制定了微电网运行的能量管理策略;以年度经济成本和年度碳排放量作为目标函数,采用基于ε约束法的粒子群算法对多目标优化问题进行求解,最后分析了购电率、最低供电可靠率、变量α和β对微电网系统的性能影响,以及所提计算方法对模型求解结果的精度影响。算例结果表明,变量的引入能有效提高微电网的能量利用率;所提模型求解方法能高效求解多目标优化问题。最后,针对拥有充足风力资源的海岛地区的供电问题,提出了考虑电池寿命的混合储能多区域离网型微电网双层优化配置模型;通过建立电池寿命模型,将放电损耗量化为经济成本;使用分段线性化方法把原问题转变成混合整数线性规划问题;以年投资成本和日运行成本分别作为双层优化模型外层和内层的目标函数,对外层和外层分别采用改进的蜜獾算法和Gurobi求解器求解,并利用改进的基于需求度的Shapley值法来分摊求解得到的系统经济成本;最后,对各区域的负荷互补程度与节省成本的关系进行了分析,并对主要设备的价格进行了敏感性分析,以及算法性能的分析。算例结果表明,电池寿命模型的提出能有效降低微电网经济成本;基于需求度的Shapley值法在对经济成本进行分摊时更加公平合理;区域的负荷互补度与共建微电网的节省成本成正比。

关键词：混合储能 ε约束法能量管理策略电池寿命 Shapley值法

带有班车接送服务的共享电动汽车重定位与员工协同调度优化研究

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带有班车接送服务的共享电动汽车重定位与员工协同调度优化研究

作者：张云舒山东大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加快,物流模式创新和新能源探索备受社会关注。尤其是“共享”与“新能源”,凭借其节能环保的突出优势,在不同领域得到广泛应用,如城市交通系统。共享电动新能源汽车的逐步普及,对解决环境污染、交通拥堵和停车位短缺... 详细信息

随着城市化进程的加快,物流模式创新和新能源探索备受社会关注。尤其是“共享”与“新能源”,凭借其节能环保的突出优势,在不同领域得到广泛应用,如城市交通系统。共享电动新能源汽车的逐步普及,对解决环境污染、交通拥堵和停车位短缺等问题起着重要作用。基于站点的共享电动汽车租赁服务分为双向与单向两种类型,其中单向服务能够更好地满足用户需求,但会造成站点间车辆分布不均衡,需要运营商进行车辆重定位工作。双向服务不需要重定位但不利于满足用户需求。运营商为了争夺用户,倾向提供更多单向服务。通常,共享汽车重定位工作由若干员工自行移动至车辆溢出站点驾驶车辆停至车辆短缺站点完成,因此共享电动汽车重定位与员工协同调度是一个至关重要的问题。在员工于一个需求短缺站点自行移动到需求溢出站点的过程中,花费时间长并且员工的安全存在较大隐患。基于上述背景,本文引入班车对重定位员工的运输过程,研究带有班车接送服务的共享电动汽车重定位与员工协同调度优化问题。在已有研究的基础上,综合考虑重定位站点供需匹配、员工工作任务分配与接送班车的路径优化,在总成本最小化的基础上,考虑员工工作量的均衡,以保证公平性提高其工作满意度。本文将该问题分成三个阶段优化:(1)在最小化路由成本的目标下,建立最小费用流模型,确定重定位站点的匹配;(2)在最小化总成本和最小化最大路径的双目标下,建立双目标混合整数线性规划模型,确定所需最少的员工数量及其任务分配;(3)在最小化班车路由成本的目标下,建立混合整数线性规划模型,制定接送班车的服务线路。在算法方面,本文结合遗传算法交叉过程提出了一种混合粒子群算法,并结合ε约束法求解。该算法结合遗传算法和粒子群算法的优势,以与惯性系数及加速度系数相关的概率选择邻域解、局部最优解和全局最优解,给予交叉过程具体改进方向以加速收敛。本文将混合粒子群算法与CPLEX求解器、传统遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法及混合了禁忌搜索的遗传算法对比。结果表明,该算法效率较高,可在合理时间内求得高质量的满意解。综上,本文可为共享电动汽车运营中的重定位、成本控制以及合理的人员协同调度提供决策参考,具有一定的理论和实践意义。

关键词：共享电动汽车车辆重定位协同调度班车服务 ε约束法混合粒子群算法

一种用于求解约束优化问题的改进海洋捕食者算法

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齐鲁工业大学学报 2022年第5期36卷 16-23页

作者：刘勇许树辉山东省冶金设计院股份有限公司山东济南250101 齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学院山东济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省机械设计研究院山东济南250353

约束优化问题普遍存在于各科学和工程领域中,研究该类型问题的求解方法具有重要意义。在基本海洋捕食者算法的基础上,首先引入ε约束法,将算法的适用领域拓展到约束优化问题,然后通过引入基于佳点集理论的种群初始化方法、一般反向学习... 详细信息

约束优化问题普遍存在于各科学和工程领域中,研究该类型问题的求解方法具有重要意义。在基本海洋捕食者算法的基础上,首先引入ε约束法,将算法的适用领域拓展到约束优化问题,然后通过引入基于佳点集理论的种群初始化方法、一般反向学习策略和基于Logisitic混沌映射的局部强化搜索策略,进一步提高了算法的寻优性能,从而构建了一种用于求解约束优化问题的新算法。

关键词：约束优化问题海洋捕食者算法 ε约束法佳点集一般反向学习策略 Logisitic混沌映射