基于NSGA-Ⅱ的应急储备库多目标

应急物资储备库选址问题是在近年世界灾害多发的现实背景下产生的,根据具体选址问题特点建立了多目标选址决策模型。该模型综合考虑了两种灾害风险下储备库的成本费用、覆盖效率以及对重点地区的备用覆盖,以使模型更加符合实际目标及约束情况。算法设计上,首次采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Fast and elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)解决储备库多目标选址问题,得到了Pareto非劣解分布并同不带精英策略的常规NSGA算法下的仿真结果进行对比分析。验证了模型的可行性以及NSGA-Ⅱ在解决储备库多目标选址问题的有效性。     

应急联动区域下选址分配协同优化模型研究

针对我国现有应急储备库按照属地管理布局的不足,例如当受灾点发生重大灾害时,各应急储备库实行均匀配置,导致应急系统救援效率低以及资源的浪费,文章引入集合覆盖选址模型和"覆盖满意度"思想,将应急联动区域内的服务需求分为第一时间救援服务需求和后续救援服务需求,以应急服务成本最小和覆盖满意度最大为目标,建立应急联动下区域储备库选址分配协同优化模型.对四川省地震灾害下的应急储备库选址分配问题进行案例分析,考虑到各区县抗灾能力的不同,采用TOPSIS方法对模型中受灾点的脆弱性进行评价,并利用NSGA-Ⅱ算法对模型求解.研究表明,模型能降低应急联动区域内的应急服务成本,提升应急服务水平,同时模型可以为决策者提供多种优化方案.     

考虑应急设施中断风险与防御的可靠性选址模型研究

为提高应急设施运行的可靠性和抵御中断风险的能力, 研究中断情境下的应急设施选址-分配决策问题。扩展传统无容量限制的固定费用选址模型, 从抵御设施中断的视角和提高服务质量的视角建立选址布局网络的双目标优化模型, 以应急设施的建立成本和抵御设施中断的加固成本最小为目标, 以最大化覆盖服务质量水平为目标, 在加固预算有限及最大最小容量限制约束下, 构建中断情境下应急设施的可靠性选址决策优化模型。针对所构建模型的特性利用非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该模型, 得到多目标的Pareto前沿解集。以不同的算例分析和验证模型和算法的可行性。在获得Pareto前沿的同时对不同中断概率进行灵敏度分析, 给出Pareto最优解集的分布及应急设施选址布局网络的拓扑结构。     

一种新型劳务众包平台的市场策略与定价研究

定义并研究了自助式空间劳务众包这一新型众包模式,给出相关定义和众包平台的运行规则,提出会员行为仿真算法模拟市场.根据这类劳务众包平台增加利润和扩大市场份额的普遍需求,基于双边市场理论,提出任务打包机制、定价多目标规划模型和抢单顺序多目标规划模型.采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解问题的帕累托解集(Pareto Front),最后应用逼近理想点法(TOPSIS)根据平台战略目标给出最优解.规划模型在数据集上应用效果良好,任务完成率能在有效控制成本的前提下提升30%至45%,新用户参与率能在保证较高的任务完成率的前提下提升150%至250%.     

基于改进NSGA-II算法的多级服务设施备用覆盖选址决策模型

为了应对跨区域突发事件过程中受灾点服务差异化需求的问题,建立了应急储备设施点的多级备用覆盖选址决策模型,即一个需求点由多个应急设施提供不同质量水平的服务,并考虑设施繁忙状态下由其他设施点提供服务的状况,使模型更加符合实际应用。首次通过设计分段的染色体编码方式改进NSGA-II算法提升运算效率以更好地解决多目标选址决策问题,将改进方法下得到的Pareto解分布与NSGA-II算法下的仿真结果进行对比分析,结合设施点的部署策略得到不同的空间布局方案。证明了模型的可行性及改进NSGA-II算法在解决设施点多目标选址决策问题时的有效性。     

滑坡灾害临时避难所区位布局规划方法

灾害发生前将危险区域居民快速有序地疏散到临时避难所能在很大程度上减少人员的生命财产损失.为建立一套科学的临时避难所区位布局规划方案,文章以最小化避难所数量、最小化人员分配离散度、最小化总疏散距离为目标建立多目标选址模型,采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解得到帕累托解集,通过随机多准则可接受性分析从帕累托解集中选取布局效...     

三维变弯度机翼前缘柔性蒙皮优化设计

光滑连续变弯度机翼前缘具有降低噪声和提升气动效率的优势.该文在二维翼型柔性蒙皮设计方法的基础上,提出了一种面向后掠机翼变弯度前缘柔性蒙皮的设计方法,其主要改进在于沿翼展方向对多个翼型进行同步优化、对目标函数进行修正从而解决了畸形变形问题,对现有带精英策略非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行修改以适应三维蒙皮的多目标优化求解.研究表明,与现有设计方法相比,该方法可使柔性蒙皮的变形精度提高27%,实现其在下垂状态下的高精度外形.     

基于供应主体选择和物资调配的国民经济动员链弹性研究

考虑国民经济动员链包含多个供应主体和集散中心,且供应主体有一定概率发生中断,结合数量柔性契约构建包含采购、分配、运输过程的随机整数规划模型.运用带有精英保留策略的快速非支配遗传优化算法(NSGA-Ⅱ),求解供应中断情形下的国民经济动员链最优弹性,并探索了中断概率、契约参数等变化对于动员链最优弹性的影响.结果表明:在供应...     

一种基于DE算法和NSGA-Ⅱ的多目标混合进化算法

设计了一种新颖的基于差分进化算法和NSGA-Ⅱ的混合进化算法用来解决多目标优化问题。在此算法中,根据算法的搜索情况设计相应的自适应变异算子,以便在突变操作中找到Pareto解。同时,选择操作将基于NSGA-Ⅱ快速非优超排序和拥挤机制将父代与子代的双种群进行截短,确保最优解不会丢失并保证解的多样性。三个经典测试函数的仿真结果表明,文中算法在实现多目标优化问题的两个目标(获得收敛于真实Pareto前沿的解和解沿着前沿均匀扩展)方面表现出良好的综合性能。     

考虑关键交通路段失效情景的中央储备库选址评估

我国中央储备库在应急管理中具有重要保障作用,针对现有中央储备库在应急资源保障过程中暴露出来的问题,研究了基于失效情景下的新增中央储备库选址合理性评估问题。首先进行情景分析,定义关键交通路段失效情景;其次基于失效情景设计了多级覆盖半径下的设施选址评估指标体系;最后,由于应急设施选址评估具有多影响因素特征,涉及输入和输出多个指标的测度,选取处理多输入多输出问题具有优势的评估方法—数据包络法。对新增中央储备库的不同建议选址方案,使用设计的失效情景评估指标体系进行选址合理性评估,验证了上述方法的有效性。     

考虑障碍物遮挡和雷达衰减的VTS雷达站选址优化研究

船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service, VTS)是我国海事主管机构进行水上安全监管的主要设备，而雷达站作为系统重要组成部分其位置选择对于整个系统安全保障效率有重要影响。针对当前VTS雷达站选址模型较少考虑选址过程中存在的山林等障碍物遮挡以及雷达无线电波传播存在衰减的问题，在考虑单个雷达失效需要备择覆盖的情况下基于集合覆盖思想提出了VTS雷达站多目标选址模型并设计算法求解及验证，然后对最大覆盖半径进行敏感性分析及讨论，结果表明最终方案能够实现选址优化并满足相关约束，为VTS雷达站在实际环境下的选址提供解决思路。     

改进的NSGA-Ⅱ算法研究风力机叶片多目标优化

将一种采用精英控制策略和动态拥挤方法用于快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,并应用到风力机叶片的优化研究中,获得了一种新颖的风力机叶片多目标优化设计方法．作为应用算例,以设计风速下的功率系数最大和叶片质量最小为优化目标,用该方法设计了5 MW大型风力机叶片．优化结果表明,此算法在处理风力机多目标优化问题取得了良好的效果,给出的是一个Pareto最优解集,而不是传统优化方法追求的单个最优解,为风力机多目标优化设计提供新的思路和通用的算法．     

协同视角下多级救灾物资储备体系中的储备库选址模型

针对多级救灾物资储备体系中的储备库选址问题,综合考虑多阶段、多主体和跨区域三个方面的协同目标,提出了描述单个选址的点协同度概念,和描述整体选址策略的选址方案协同度概念,构建了表征协同时效权重和最大协同时间的Sigmoid关系函数,给出了整体选址策略的协同度表达公式,提出了基于迭代优化的多级救灾物资储备体系中的储备库选址模型.研究结果为我国建立完善跨区域的"中央-省-市-县-乡"五级救灾储备网络体系,提供量化方法参考.     

重大突发事件应急设施多重覆盖选址模型及算法

为了解决应对重大突发事件过程中应急需求的多点同时需求和多次需求问题,本文研究了应对重大突发事件的应急服务设施布局中的覆盖问题:针对重大突发事件应急响应的特点,引入最大临界距离和最小临界距离的概念,在阶梯型覆盖质量水平的基础上,建立了多重数量和质量覆盖模型。模型的优化目标是满足需求点的多次覆盖需求和多需求点同时需求的要求条件下,覆盖的人口期望最大,并用改进的遗传算法进行求解;最后给出的算例证明了模型和算法的有效性,从而应急设施的多重覆盖选址模型能够为有效应对重大突发事件的应急设施选址决策提供参考依据。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的次同步附加阻尼控制器的优化设计

针对直驱永磁同步风电机组中出现的次同步振荡问题,建立引入次同步阻尼控制器(sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC)后的直驱风电机组完整数学模型,在此基础上,以振荡模态特征值实部和阻尼比为目标函数建立了SSDC参数多目标优化模型.针对改进非支配解排序遗传算法(improved nondominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)在参数优化时种群多样性较差的问题,对其选择策略进行了改进,然后将改进后的NSGA-Ⅱ算法引入到SSDC参数优化设计中,利用空间评价方法对解集进行评价,结果表明采用改进算法所获得的Pareto最优解分布更加均匀.最后通过特征值分析和仿真验证,进一步证实了文章所优化设计得到的SSDC对发生在直驱风电机组的次同步振荡抑制具有显著效果.     

电动汽车充电站选址问题研究

研究了电动汽车作为通勤工具情况下的充电站选址问题.首先根据城市通勤道路长度、各条道路上的通勤人员拟使用电动汽车的数量,以及电动汽车的最大续航里程等信息,构建了包含两种边的赋权网络图,进一步将电动汽车充电站选址问题转化为赋权网络图的最大覆盖问题,并建立了以极大化满足用户需求为目标的充电站选址问题整数非线性规划模型,设计了求解模型的启发式算法.最后,通过一个具体算例对模型及算法进行了验证,结果显示,模型和算法是解决电动汽车充电站选址问题有效方法.     

多冷链物流中心选址分配及其自适应免疫算法

物流中心选址是现代物流战略规划的核心,为了提升冷链物流服务能力,实现物流资源整合优化,研究了一种带需求距离积的多冷链物流中心选址-分配问题.针对冷链物流中心的时效性特点,将节点需求量与辐射半径纳入约束,并以需求量作为距离的权重放入目标函数之中,构建了相应的选址-分配数学模型.多物流中心选址-分配属于NP-Hard问题,针对以往精确算法的不足,设计了一个自适应免疫算法.借助生物免疫系统的多样性与自我调节能力,在免疫算法中采用部分匹配原则来计算抗体之间的亲和度,设计自适应惩罚机制、免疫变异和精英保留策略等来保持群体的多样性与精英的优良性.通过实验,找到了交叉概率与变异概率的适宜组合取值,文献对比表明了算法的有效性.     

基于弹性区带架构的多目标设施布局问题研究

为解决设施面积不等的连续型设施布局问题,建立了基于弹性区带架构布置形式,以物料搬运成本最小、邻近关系最大、距离要求满足度最大的多目标设施布局模型。模型中考虑了区域内的横向、纵向过道,对设施的长宽比进行了限制,使得结果更符合实际情况。为克服传统多目标单一化方法需要人为设置子目标函数权重、主观性过强的缺陷,采用基于带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(NSGA Ⅱ)的多目标优化算法求解模型,设计了相应的编码方式、交叉算子、变异算子、罚函数。最后通过某物流园区的实例分析证明了模型与方法的有效性。     

基于改进微粒群算法的建设项目多目标动态优化

针对建设项目的复杂性和动态性,建立基于改进微粒群算法的多目标动态优化模型.首先,为提高算法性能,引入外部归档集和阈值并构建基于理想点法的适应度函数;其次,分别建立工期模型、加入系统可靠度的质量模型以及加入费用现值的成本模型,由其得到综合优化模型;最后结合工程实例对算法进行验证并与非劣分类遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)对比.结果表明:方法比NSGA-Ⅱ算法的优化结果更科学、收敛速度更快.     

兼顾成本与时间保证率的泊位及岸桥协同调度优化

针对集装箱班轮根据船期表按计划到离港的运行规律以及港口企业追求低运营成本的需求,本文以集装箱班轮按计划离港保证率最大和码头作业成本最低为目标,构建了泊位及岸桥协同调度多目标优化模型;设计了叠加式局部搜索算法,将其嵌入到带精英策略的非支配排序遗传算法中,经过相互交叉反馈运算,得到Pareto非劣解;采用“性价比”的概念和量化方法,选择出对港口和船公司的利益偏向最小的实施方案,解决了在Pareto解集中寻优的问题。最后,以大连港集装箱码头的生产实际为例,验证了上述优化模型及算法的合理性和有效性。