【摘要】：三峽-葛洲壩水利樞紐是長(zhǎng)江“黃金水道”的重要部分,自實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度以來(lái)作為一個(gè)有機(jī)整體,合理發(fā)揮其運(yùn)輸能力能為我國(guó)長(zhǎng)江水上運(yùn)輸事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)利益。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,過(guò)壩船舶不斷增加,三峽-葛洲壩的運(yùn)行任務(wù)日漸繁重,因此科學(xué)調(diào)度組織,優(yōu)化船閘的匹配運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文分析研究了三峽-葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度體系,考慮通航過(guò)程的若干相關(guān)約束,以整體船舶待閘時(shí)間與權(quán)重乘積最小化、整體閘室面積利用率最大化作為目標(biāo)函數(shù)建立了聯(lián)合通航調(diào)度的多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)該多目標(biāo)調(diào)度問(wèn)題論文采用兩種解決方法,第一是將多目標(biāo)問(wèn)題通過(guò)合理的權(quán)重轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)問(wèn)題,采用單目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化求解,其次是采用并行優(yōu)化算法直接對(duì)多個(gè)目標(biāo)同時(shí)優(yōu)化來(lái)求解。為滿足這兩方面的要求,論文對(duì)回溯搜索算法進(jìn)行了如下的改進(jìn):(1)首先為解決通過(guò)權(quán)重轉(zhuǎn)換的單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,論文針對(duì)基本回溯搜索算法局部尋優(yōu)效果較差,收斂速率較慢等缺陷進(jìn)行了兩個(gè)方面的改進(jìn)。第一在選擇策略上,在保留對(duì)歷史種群記憶的基礎(chǔ)上,加之保留精英個(gè)體的思想,引導(dǎo)種群向最優(yōu)解方向進(jìn)化,同時(shí)不丟失其多樣性的優(yōu)點(diǎn)。第二在交叉策略上,引入遺傳算法實(shí)數(shù)編碼的交叉策略與基本回溯搜索算法的交叉策略并行,兩者隨機(jī)選擇達(dá)到既加快收斂速度,同時(shí)防止陷入局部最優(yōu),保留算法對(duì)外界開(kāi)采能力優(yōu)勢(shì)的效果。(2)其次為解決多目標(biāo)并行優(yōu)化問(wèn)題,論文借鑒非支配排序和擁擠度算子的思想,與改進(jìn)的回溯搜索算法相結(jié)合,形成了基于非支配排序的多目標(biāo)回溯搜索算法(NSBSA-IC)。并利用幾個(gè)經(jīng)典測(cè)試函數(shù)對(duì)該算法的性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表示,該算法適合于解決高維強(qiáng)耦合的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。為驗(yàn)證IBSA算法和NSBSA-IC算法在解決兩壩聯(lián)合通航調(diào)度問(wèn)題的有效性,本文隨機(jī)選取了一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)申報(bào)船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真計(jì)算。實(shí)例結(jié)果表明,在滿足所有約束的情況下,所測(cè)算法比其他算法得到了更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此該算法用于解決三峽-葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度問(wèn)題是可行且有效的。另外為更好適應(yīng)當(dāng)前兩壩調(diào)度現(xiàn)狀,本文對(duì)兩壩通航能力在富余、一般、不足三種狀態(tài)進(jìn)行了研究,并采用IBSA算法進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果顯示,IBSA算法在解決此問(wèn)題的三種狀態(tài)下均是有效可行的。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U641.7

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本文編號(hào)：2561097