基于回溯搜索算法的三峽-葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度.pdf

1、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

2、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)：
　?。?）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

3、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。
　?。?）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)

4、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