【摘要】：三峽-葛洲壩水利樞紐是長江“黃金水道”的重要部分,自實施統(tǒng)一調(diào)度以來作為一個有機整體,合理發(fā)揮其運輸能力能為我國長江水上運輸事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)利益。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,過壩船舶不斷增加,三峽-葛洲壩的運行任務(wù)日漸繁重,因此科學(xué)調(diào)度組織,優(yōu)化船閘的匹配運行具有重要的現(xiàn)實意義。論文分析研究了三峽-葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度體系,考慮通航過程的若干相關(guān)約束,以整體船舶待閘時間與權(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。針對該多目標(biāo)調(diào)度問題論文采用兩種解決方法,第一是將多目標(biāo)問題通過合理的權(quán)重轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)問題,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)化算法直接對多個目標(biāo)同時優(yōu)化來求解。為滿足這兩方面的要求,論文對回溯搜索算法進(jìn)行了如下的改進(jìn):(1)首先為解決通過權(quán)重轉(zhuǎn)換的單目標(biāo)優(yōu)化問題,論文針對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)行了兩個方面的改進(jìn)。第一在選擇策略上,在保留對歷史種群記憶的基礎(chǔ)上,加之保留精英個體的思想,引導(dǎo)種群向最優(yōu)解方向進(jìn)化,同時不丟失其多樣性的優(yōu)點。第二在交叉策略上,引入遺傳算法實數(shù)編碼的交叉策略與基本回溯搜索算法的交叉策略并行,兩者隨機選擇達(dá)到既加快收斂速度,同時防止陷入局部最優(yōu),保留算法對外界開采能力優(yōu)勢的效果。(2)其次為解決多目標(biāo)并行優(yōu)化問題,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)。并利用幾個經(jīng)典測試函數(shù)對該算法的性能進(jìn)行了測試,結(jié)果表示,該算法適合于解決高維強耦合的多目標(biāo)優(yōu)化問題。為驗證IBSA算法和NSBSA-IC算法在解決兩壩聯(lián)合通航調(diào)度問題的有效性,本文隨機選取了一個計劃期內(nèi)申報船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真計算。實例結(jié)果表明,在滿足所有約束的情況下,所測算法比其他算法得到了更好的實驗結(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)行測試,結(jié)果顯示,IBSA算法在解決此問題的三種狀態(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U641.7

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本文編號：2561097