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对于高度非线性、非凸的地下水管理模型,传统优化方法难以找到全局最优解。本文采用模拟退火遗传算法求解地下水管理模型,并从三个方面对算法进行改进:引入小生境技术,采用自适应交叉和变异概率,在选择过程中采用最优保存策略,从而提高算法的全局寻优能力和收敛速度。采用惩罚函数法处理约束条件。用Fortran 90语言编制了计算程序,并通过Schaffer测试函数验证了该算法不仅具有强大的全局寻优能力和局部搜索能力,而且具有较快的收敛速度和较高的优化精度。将该算法应用到某研究区地下水管理中,取得了较好的效果。 相似文献
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非线性水污染控制系统规划的遗传算法 总被引：6，自引：0，他引：6
水污染控制系统规划常采用最优化方法和模拟法相结合的方法,不仅计算繁琐,而且很难保证得到的解全局最优。本文给出了一种求解非线性水污染控制系统规划的遗传算法(GA),应用GA一次性求出污水系统规划最佳方案,比常规的方法更为简洁,而且能够保证得到的解全局最优。 相似文献
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地下水管理模型求解方法的研究是目前地下水管理领域的热点问题。本文从地下水管理模型传统优化算法和现代智能优化算法等方面进行了评述,着重讨论了目前应用较广泛的求解非线性地下水系统的优化算法,如遗传算法、模拟退火算法、人工神经网络算法等;阐述了地下水监测网优化设计研究以及多目标地下水管理模型的求解方法。最后指出应加强地下水动态规划管理模型和地下水系统随机管理模型的求解技术的研究。 相似文献
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分布参数地下水管理模型的遗传算法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在简单回顾了分布参数地下水管理模型的发展和建模方法基础上, 阐述了将地下水模拟模型耦合到遗传算法之中, 求解分布参数地下水管理模型的方法和特点, 给出了该算法的程序框图。最后通过实例说明遗传算法适于求解非线性地下水管理模型。 相似文献
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渗透系数参数反演的本质是优化问题求解,遗传算法是一种基于自然选择和群体遗传机理的新的全局优化求解方法,可以较好地用于求解诸如渗透系数参数反演等复杂非线性组合优化问题。基于结构风险最小化原理的支持向量机具有逼近复杂非线性系统、较强的学习泛化能力,可以用来计算渗透系数参数反演过程中的测点水头值。实验表明,基于遗传算法-支持向量回归机的地下水渗透系统参数反演拟合效果良好,能大大提升区间搜索效率,避免出现局部最优解,其参数识别精度符合实际应用要求。 相似文献
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求解地下水逆问题是水文地质学研究的重要内容,传统的基于非线性优化技术的求解地下水逆问题的方法存在收敛速度慢,寻优效率低,易陷入局部最优的缺点。基于模仿生物功能和习性而开发的人工神经网络、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、入侵杂草算法、免疫算法、混合蛙跳算法、人工蜂群算法、萤火虫算法、蝙蝠算法、布谷鸟算法和果蝇优化算法、蚊子算法、螳螂算法、人工鱼群算法、捕鱼策略算法等仿生算法具有很强的优化能力和寻优效率。人工神经网络、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法等4种仿生算法在求解地下水逆问题的应用实践表明,这些方法可以按较大的概率找到全局最优解,且收敛速度较快。确定适当的目标函数转换形式和算法参数,其它仿生算法也完全可以用于地下水模型反演。从这些算法的理论和已应用于其它领域的实践来看,仿生算法在求解地下水逆问题中具有广阔前景。 相似文献
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初始群体飘移遗传算法用于解混和整数非线性规划问题 总被引：1，自引：0，他引：1
目前对混合整数非线性规划问题做的工作甚少，这里在研究了混舍整数非线性规划和遗传算法各自特点的基础上，提出初始群体飘移思想和变尺度整型细密网格技术，构造了一种求解混合整数非线性规划的新的遗传算法～初始群体飘移遗传算法。经理论分析和数值试验表明：该算法对大范围、多峰、非光滑非线性规划问题有较好的全局求解能力，在解的精度、稳定性和收敛速度方面均优于一般的算法。 相似文献
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通过在格雷码遗传算法进化过程中加入单纯形搜索算子,并利用格雷码遗传算法和单纯形法所得到的优秀个体群,作为变量新的变化范围,逐步缩小搜索空间,自动向最优解收缩,提出了水环境模型参数识别的一种新方法——格雷码混合加速遗传算法(GCHAGA),给出了实施该算法的详细步骤。对GCHAGA的收敛性和全局优化性进行了理论和实例分析,并在确定河流横向扩散系数等参数识别问题中,GCHAGA得到了精度较高的全局最优解。与格雷码遗传算法(GCGA)和常规优化方法相比,GCHAGA具有精度高、速度快和适用性强等特点,是一种既可以较大概率搜索全局最优解,又能进行局部细致搜索的较好的非线性优化方法,可广泛应用于各种水环境优化问题中。 相似文献
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用遗传算法求解地下水资源管理模型 总被引：17，自引：0，他引：17
首先介绍了遗传算法的基本原理,以山东省羊庄盆地为例,在建立地下水模拟模型的基础上,用嵌入法建立分布参数地下水系统管理模型,将遗传算法用于求解该管理模型,通过有限单元法与遗传算法耦合表示水位约束,采用罚函数的方法处理约束条件,对于同一管理问题,与线性规则求解的结果十分接近,说明遗传算法是求解地下水管理模型的一种有效方法。 相似文献
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新建水源地如何最优布井,对水源地开采运行具有重大影响。本文介绍了0-1整数规划及其求解方法,并结合一个实际问题进行说明。作者应用0-1整数规划方法建立了北京密怀顺平原区拟建水源地最优布井的地下水管理模型,采用响应矩阵法将地下水模拟模型和管理模型相耦合,运用分支-定界法求出最优井位,并将优化井位与原拟定井位的计算结果进行了对比。结果表明,0-1整数规划能很好地解决最优布井问题,对水源地规划、基坑降水、地下水人工回灌等方面都具有一定的指导意义。 相似文献
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考虑污染源强随机变化和感潮河流潮周期内动态水文条件对水质的影响,建立了优化污染负荷分配的流域水质管理模型。模型以总的允许排污量最大为目标函数,流域的水质控制点达标为约束条件。假设排污量是服从对数正态分布的随机变量,并且以潮周期内水质达标的概率作为衡量控制点达标的依据。采用遗传算法对该随机规划模型进行求解。研究结果表明,污染负荷优化分配结果能够满足随机条件下的水质达标率要求,并且与传统的确定性线性规划模型的分配结果相比有着明显差别。同时证实了遗传算法能够有效地解决复杂的随机规划模型。 相似文献
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两种智能算法在求解地下水管理模型中的对比 总被引：5，自引：0，他引：5
分别将禁忌搜索和遗传算法与地下水流模型MODFLOW和地下水溶质运移模型MT3DMS相耦合,并将其应用于求解地下水资源优化管理模型。在概述两种智能算法基本原理和地下水管理模型组成的基础上,结合两个理想的应用实例,从优化结果和计算效率两个方面对禁忌搜索和遗传算法进行了对比分析。在两个实例中,禁忌搜索分别以高于遗传算法10倍和27倍的计算效率得到了减少抽水流量约160 m3/d和节约治理成本约47万元的治理方案。结果表明,禁忌搜索在求解地下水管理模型中具有较好的应用前景。 相似文献
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在传统遗传算法和模拟谐振子算法的基础上,结合两者的优点,提出了一种新型快速高效的谐振子遗传算法。通过一个理想的水资源管理模型的算例和一个华北平原典型区地下水资源优化的实际算例,从寻优结果和寻优效率两个方面对谐振子遗传算法、传统遗传算法和模拟谐振子算法进行了对比分析。在两个地下水管理模型中,与传统的遗传算法和模拟谐振子算法相比,新型的谐振子遗传算法搜索效率达到模拟谐振子算法搜索效率的2倍以上,得到的最优解比遗传算法所得到的最优解分别增加供水量1.1×103 m3/d和0.47×108 m3/a,说明谐振子遗传算法具有更强的全局搜索能力和更好的寻优效率。 相似文献
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地下水资源系统多目标管理模型与模糊带权二次规划方法 总被引：2，自引：0，他引：2
谢新民 《水文地质工程地质》1993,20(4):17-21,43
本文以济南地下水资源系统保泉供水管理课题为例,分析研究地下水资源系统多目标管理问题。首先建立起地下水资源系统多目标管理模型;然后利用模糊数学理论和权重概念,提出一种求解多目标决策问题的模糊带权二次规划方法,此方法可以同时解决互为竞争、互为矛盾的各目标之间的不可公度性和主次性问题。实际计算表明,所建立的模型和提出的方法具有较强的实用性和通用性。 相似文献
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天然岩体存在很多裂隙,而水在这些裂隙中的渗流严重影响岩石工程的稳定性,因此确定天然岩体渗透系数具有重大的实际意义。反演方法是确定岩体渗透系数的一种较理想的方法,渗透系数反演可归结为一个复杂的非线性函数优化问题。由于采用传统优化技术存在不少问题,而目前采用的全局优化算法—遗传算法也存在本质的问题,因此,提出仿生算法-免疫进化规划进行岩体渗透系数反演,并用一个大坝坝基工程的算例证明了算法的有效性。结果表明,其方法可以在仅知道水头的条件下,得到接近实际的渗透系数值。 相似文献
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岩石本构模型是研究岩石力学特征和变形机制的基础,而本构模型或模型中相关参数的识别是本构模型研究中的热点和难点问题。本文基于红板岩室内力学实验数据,分别利用遗传算法、BP神经网络以及遗传规划对红板岩本构模型进行了模式识别,结果表明,遗传算法进行参数识别需要事先假定流变模型的形式,误差较大,而BP神经网络和遗传规划可以一次性同时确定流变模型的结构形式及参数,有效避免模型假定所带来的误差。而遗传规划与BP神经网络相比,具有精度高、收敛快,可视化程度高等特点,为岩石本构参数及模型的智能识别方法的选取提供参考。 相似文献