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基于动态规划模型的水资源优化配置——以泰来灌区为例

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东北农业大学学报 2022年第4期53卷 70-79页

作者：徐淑琴徐恩典马圣洁东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030

近年来,我国北方灌区由于沟渠冲淤、骨干渠道衬砌不足等问题,水资源仍有浪费现象,影响灌区总体效益发挥。为保证灌区正常运行,发挥自然优势,提高粮食产量和质量,对灌区骨干工程进行配套和节水改造,但单位面积内净效益问题仍亟待解决。... 详细信息

近年来,我国北方灌区由于沟渠冲淤、骨干渠道衬砌不足等问题,水资源仍有浪费现象,影响灌区总体效益发挥。为保证灌区正常运行,发挥自然优势,提高粮食产量和质量,对灌区骨干工程进行配套和节水改造,但单位面积内净效益问题仍亟待解决。在建立基于单位面积经济效益最大的动态规划模型基础上,采用在传统GA算子中引进镜像算子(Mirror)、元组(Cell)操作和对比种群淘汰库方式,改进GA算法为ASGA镜像遗传算法,优化灌溉制度,实现灌区合理灌水,稳步提升经济效益和灌区水资源利用效率,以此模型优化经配套和节水改造的灌区,达到提高灌区单位面积净效益目的。以泰来灌区为例,采用ASGA镜像遗传算法对灌区水资源进行优化配置及其作物生育期内水量调配。优化后,分别在P=50%、75%、90%灌溉设计保证率情况下,灌区灌溉水量在8120、10850、13170 m^(3)时,灌区单位面积经济效益达到最大值,分别为0.8715、0.9132、0.9048 CNY∙m^(-2)。分析发现,通过增加灌水量提高灌区整体经济效益的方法并不可取,在水资源不足或水价上涨情况下,非充分灌溉制度更合理。

关键词：需水预测经济效益优化配置动态规划模型 ASGA优化算法

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城市出行结构优化的仿真研究

管理评论 2021年第10期33卷 289-296页

作者：侯立文上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030

为了尽可能满足多样化的出行需求,同时又能照顾到城市经济以及不同出行方式的发展需求,城市交通管理部门需要根据所有出行方式的长期价值贡献来优化其内部结构。为此,一方面基于状态依赖效用函数和Logit模型建立了能反映这种长期收益的... 详细信息

为了尽可能满足多样化的出行需求,同时又能照顾到城市经济以及不同出行方式的发展需求,城市交通管理部门需要根据所有出行方式的长期价值贡献来优化其内部结构。为此,一方面基于状态依赖效用函数和Logit模型建立了能反映这种长期收益的动态规划模型,该模型的状态变量是具有Markov性质的方式占比,且引入了前次供给方式来反映其对当前决策的影响;另一方面则利用层次贝叶斯方法中的MCMC算法对供给概率模型中各因素的权重进行了估计,以体现因素权重的差异性。最后,根据新方式动态共乘的占比构造了四种出行方式的市场结构,并计算了前次供给为不同方式的状态转移概率矩阵,通过仿真实验展示了最优策略与总收益的关系、期初和期末出行结构的差异、总收益对方式供给概率的影响,以及动态共乘与前次供给和总收益的关系。

关键词：出行结构动态共乘状态依赖效用动态规划模型

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泰来灌区水资源供需分析及优化配置研究

泰来灌区水资源供需分析及优化配置研究

作者：徐恩典东北农业大学

学位级别：硕士

近年来,针对全国大中型灌区普遍存在的设计标准低、配套程度差、老化损坏严重、用水效率低、管理体制不顺以及经营体制不活等问题,特别是我国北方灌区,存在沟渠冲淤、骨干渠道衬砌不足等问题,水资源严重浪费,影响灌区总体效益发挥,我国... 详细信息

近年来,针对全国大中型灌区普遍存在的设计标准低、配套程度差、老化损坏严重、用水效率低、管理体制不顺以及经营体制不活等问题,特别是我国北方灌区,存在沟渠冲淤、骨干渠道衬砌不足等问题,水资源严重浪费,影响灌区总体效益发挥,我国已开展大范围系统的整改,以加快我国农业发展,促进农村经济繁荣,提高农民收入。为充分利用自然优势,确保灌溉系统的正常运转,提高粮食产量和质量,我国近年来已对大型灌区的骨干工程实施配套和节水改造政策,但灌区单位面积产量、单位面积净效益以及单位水量经济效益问题仍亟待解决。论文以黑龙江省泰来灌区为研究对象,对灌区节水改造前后进行水资源供需平衡分析,设计水田灌溉制度,且分别运用非线性规划模型与动态规划模型进行灌区非充分灌溉的水资源优化配置,将优化成果与灌区原充分灌溉制度进行比较分析,实现灌区单位面积产量、单位面积净效益以及单位水量经济效益最大化。论文研究内容及结果表明:(1)对灌区节水改造前后进行水量供需分析,项目实施完成后水利工程供水能力4386万m,总需水量4033万m,尚富余353万m,较项目前节水300万m。依据灌区建设的水土资源与气候要求,确定了灌水设计保证率为75%,进行了水田灌溉制度设计研究,并明确设计的灌水率取值范围。(2)节水改造项目改变了农村灌区不良的运行状况,是有效推动农村经济可持续发展,提高农业生态环境保护,扩大职工收入的必要途径,经济效益较好,社会效益明显。灌区改建后,骨干水利工程设备配套齐全,为区内建成遇涝能排、遇旱能灌的高标准良田创造良好条件。灌区水资源利用率大大提高,年增节水能力300万m,灌溉水利用系数从以前的0.65增加到0.70,改善水田灌溉面积5万亩,改善排涝面积7.28万亩。(3)采用作物水分生产函数中的Jensen模型作为非线性规划模型的目标函数,对灌区进行非充分灌溉制度下的水资源优化配置。当灌水保证率P=50%、75%、90%时,水稻优化灌溉定额分别为6320m/hm、9050m/hm、11370m/hm。而泰来灌区浅湿充分灌溉的灌溉定额在灌水保证率P=50%、75%、90%的情况下分别为7230m/hm、10845m/hm、13260m/hm。若灌区采用该优化灌溉制度将比现有灌溉制度分别节水13%、16%、14%,采取非充分灌溉制度更符合节水灌溉的理念,水分利用效率更高。(4)为合理安排灌溉区域的水资源、合理分配作物生育期灌溉水量,在Jensen模型的基础上,与灌区经济效益联系起来,以灌区单位面积经济效益为指标,建立适合泰来灌区的动态规划模型,结合镜像遗传算法(ASGA),建立镜像遗传动态规划模型(AS-GA-DP)。优化后,分别在P=50%、75%、90%灌溉设计保证率的情况下,灌区灌溉水量在8120m、10850m、13170m时,灌区单位面积经济效益达到最大值,分别为8715元/hm、9132元/hm、9048元/hm。分析发现,在不同灌溉设计保证率的情况下,随着灌水量的增加,灌区单位面积净效益都呈现出上升趋势,但提升幅度逐渐减小,说明在灌区灌水量逐渐增加的情况下,供水量对单位面积净效益的影响能力越来越小。所以通过增加灌水量提高灌区整体经济效益的方法并不可取,在水资源不足或水价上涨的情况下,采用非充分灌溉制度更为合理。

关键词：供需平衡分析水资源优化配置 ASGA算法动态规划模型

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动态规划模型在股票投资组合中的应用

山东社会科学 2009年第9期 87-89页

作者：胡元木白峰山东经济学院会计学院山东济南250014

股票投资组合,是指投资者有意识地将资金分散投放于多种股票而形成的投资项目群组,从而获得最大的投资收益。股票投资组合能够有效地分散投资风险,从而获得最大的投资收益。通过动态规划法,建立动态规划模型,对资金在投资组合的各只股... 详细信息

股票投资组合,是指投资者有意识地将资金分散投放于多种股票而形成的投资项目群组,从而获得最大的投资收益。股票投资组合能够有效地分散投资风险,从而获得最大的投资收益。通过动态规划法,建立动态规划模型,对资金在投资组合的各只股票间进行合理分配,使投资组合获得最大收益,从而为解决此类资金分配问题提供一种有效的方法。

关键词：动态规划模型股票投资组合次级债

基于生态功能保护的景观生态格局及绿道规划研究

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环境科学与管理 2022年第11期47卷 166-171页

作者：崔露西安培华学院建筑与艺术设计学院陕西西安710125

针对生态功能脆弱、景观格局破碎等环境问题,提出基于生态功能保护的景观生态格局及绿道规划。分析斑块要素类型,细分为耕地、园林、草地等多种景观;从非空间和空间结构两方面选择景观格局规划指标,构建景观动态规划模型;探究绿道构成要... 详细信息

针对生态功能脆弱、景观格局破碎等环境问题,提出基于生态功能保护的景观生态格局及绿道规划。分析斑块要素类型,细分为耕地、园林、草地等多种景观;从非空间和空间结构两方面选择景观格局规划指标,构建景观动态规划模型;探究绿道构成要素,选择影响生态功能的脆弱性因子,具体分析因子的生态敏感性,针对敏感性高的地区予以重点保护,敏感低的地区合理开发;计算环度指数、点线率和网络连接度三个指标,确定最佳绿道规划方案。实例研究表明,所提规划方案能更加合理、高效利用闲置土地,增大绿道密度,有利于发挥生态保护功能。

关键词：生态功能保护景观格局绿道规划动态规划模型生态敏感性

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医院病床安排的研究及实证分析

生物医学工程学杂志 2011年第3期28卷 607-612页

作者：蔡玉琴王菁解放军总医院医学工程中心北京100853 解放军总医院卫生经济科北京100853

本文通过数学建模筛选医院病床有效安排方案,以提高科室病床利用效率,最大程度地满足患者的需求。在对某医院眼科床位实际数据的统计分析后,提出"浪费指数"的概念,利用动态规划模型和MATLAB编程实现了模型自动模拟。本文通过眼科数据的... 详细信息

本文通过数学建模筛选医院病床有效安排方案,以提高科室病床利用效率,最大程度地满足患者的需求。在对某医院眼科床位实际数据的统计分析后,提出"浪费指数"的概念,利用动态规划模型和MATLAB编程实现了模型自动模拟。本文通过眼科数据的分析,得到了该科各病种床位占用特征,建立了眼科病床调配模型,筛选出眼科床位和手术安排最有效方案。结果显示,本研究所取得的FCFS(First Come First Serve)方案较优。本研究所建立的数学模型在医院床位有效安排方面具有较强的可操作性和实际意义,可以较大程度地改善医院的病床管理效率。

关键词：动态规划模型分布的2检验法正态分布随机数 MATLAB

改进类电磁机制算法在多目标动态电网规划中的应用

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电力系统保护与控制 2014年第3期42卷 94-99页

作者：付锦王先洪欧智乐苏旭辉赵廷刚四川省电力公司南充供电公司四川南充637000

基于动态规划思想,提出将类电磁机制(Electromagnetism-Like Mechanism,ELM)算法应用于多目标动态电网规划。消除了总矢量力对距离的过分倚重,并借鉴被动聚集思想,提升了种群移动模型的抗扰动和全局寻优能力。在权重、局部搜索、变异等... 详细信息

基于动态规划思想,提出将类电磁机制(Electromagnetism-Like Mechanism,ELM)算法应用于多目标动态电网规划。消除了总矢量力对距离的过分倚重,并借鉴被动聚集思想,提升了种群移动模型的抗扰动和全局寻优能力。在权重、局部搜索、变异等环节均采用自适应策略来改善寻优速度,利用精英策略提高收敛效率。通过增设的马尔科夫性约束,避免了架线复拆。采用加权法和罚函数法,将描述电网经济性、可靠性、静态N?1安全的多目标进行统一度量,以体现规划方案的综合满意度。通过对19节点、46节点系统进行十进制编码测试,结果验证了该算法能有效地解决多目标动态电网规划。与遗传算法相比,改进的ELM在寻优效率和容错性方面具有明显优势。

关键词：动态电网规划类电磁机制多目标优化动态规划模型多阶段自适应

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基于动态规划的泵站水资源优化配置方法

中国新技术新产品 2023年第11期 138-140页

作者：史小梅甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心甘肃白银730900

在中国,特别是在干旱、半干旱区,灌区水资源合理分配问题存在较大的不确定性。利用两阶动态规划计算方法,对甘肃地区灌区的灌溉用水量进行最优配置,并对灌溉周期的灌溉用水进行研究。当灌溉设计保证率P为50%、75%、90%时,灌溉设计保证率... 详细信息

在中国,特别是在干旱、半干旱区,灌区水资源合理分配问题存在较大的不确定性。利用两阶动态规划计算方法,对甘肃地区灌区的灌溉用水量进行最优配置,并对灌溉周期的灌溉用水进行研究。当灌溉设计保证率P为50%、75%、90%时,灌溉设计保证率下,当灌区面积为8120m^(3)、10850m^(3)、13170m^(3)时,单位经济效益为0.8715元/m^(2)、0.9132元/m^(2)、0.9048元/m^(2)。研究结果显示,增加灌溉用水对提高灌溉系统的整体经济效益是不利的,但在水资源紧缺、水价上涨的情况下,采用非充分灌溉更合理。

关键词：农业灌区经济效益优化配置动态规划模型

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环形穿梭车系统的设计与调度

电脑与电信 2023年第6期 70-76页

作者：邝云英林强广州科技职业技术大学广东广州510000

在自动化立体仓库等多种行业的生产中,环形穿梭车的应用非常广泛。采用最优化原理、动态规划模型等方法针对环形穿梭车系统的调度问题进行研究。对于不计穿梭车实际长度穿梭车调度问题,根据总完工时间最小的目标思想,以下一个窗口编号... 详细信息

在自动化立体仓库等多种行业的生产中,环形穿梭车的应用非常广泛。采用最优化原理、动态规划模型等方法针对环形穿梭车系统的调度问题进行研究。对于不计穿梭车实际长度穿梭车调度问题,根据总完工时间最小的目标思想,以下一个窗口编号为决策变量,以系统中最迟完成搬运任务的总时间为目标函数,建立基于最优化原理的动态规划模型,当穿梭车数量分别为3、6、9时,最短完工时间分别为12699、6785.7、2540.7;对于考虑穿梭车长度的情况下,在动态规划模型中加入穿梭车长度等参数,当穿梭车数量分别为3、6、9时,求得最短完工时间分别为14195、7093.9、5199.7。综合考虑总完工时间、循环次数、拥堵时间、有效搬运距离比四个因素的几种运行效率的评价结果分别为:0.149、0.127、0.100、0.148、0.131、0.145。

关键词：多阶段决策问题动态规划模型状态转移方程层次分析法