混合整数规划

摘要： 为了解决交叉口数量较多的长干线绿波控制中绿波带宽较小或无可行带宽的问题,在经典双向绿波控制模型算法的基础上,建立考虑断点成本的长干线分段绿波控制算法.通过0-1状态变量描述各交叉口是否为绿波分段点,根据同一子段内部交叉口与不同子段之间交叉口的带宽关系及绿波传递关系,调整优化求解算法中的带宽约束与整环约束,考虑绿波分段点处的带宽损失,以不含子段首个交叉口带宽的实际长干线带宽总和为优化目标,构建考虑断点成本的长干线分段绿波控制求解算法.通过算例,对比MAXBAND-81经典模型与所提方法的求解结果.研究结果表明,相对于MAXBAND-81,利用所提算法能够有效地提高长干线协调控制绿波带宽,提升长干线主路的通行效率;当无法确定分段数限制时,利用所提方法可以在全局范围内求得最优的绿波分段划分方法与长干线最大带宽和.

摘要： 以新能源为主体的新型电力系统中,受新能源出力波动的影响,电力系统潮流呈现较大的波动性和方向不确定性,考虑经济性和设备利用率,输变电网络建设的冗余性相对于传统电网将大幅降低,输变电设备检修安排将面临更突出的安全风险。然而,一些重要检修受内外部因素影响,检修工期存在不确定性,进一步加剧了停电计划安排的难度。对此,提出考虑检修工期不确定性的停电计划优化方法,在考虑N-1安全校核的停电计划编排模型基础上,考虑检修工期延期概率,避免工期不确定导致后续检修因安全影响需要而大幅度调整,提升检修计划可执行性。IEEE 14节点与南方某局部简化电网的仿真分析结果表明,该方法能高效编排具有较高适应性和可执行性的停电计划。

摘要： 针对飞行区域内有若干个水平和垂直误差校正点的无人机航迹规划问题,在满足累积误差阈值约束的前提下,以总航迹最短为目标,建立了混合整数规划模型。考虑到每个误差校正点只能校正一个方向的累积误差,且校正前后的累积误差不满足线性关系,为了快速求出问题的精确最优解,基于多维标号算法和脉冲算法设计了两阶段算法。首先利用多维标号算法求出初始可行解,并将其作为最优解的上界;然后利用模型的约束条件和目标函数值上界,构造3种子路径扩展判断准则,并基于3种准则设计了改进的脉冲算法,求出全局最优解。通过模拟计算,验证了两阶段算法求解无人机航迹规划问题的快速有效性,为解决无人机航迹规划问题提供了理论依据。

摘要： 综合停电管理是电网运行方式安排的重要工作。停电计划的优化需要考虑电网运行约束,当考虑N-1预想故障后,急剧增加了该优化问题的求解复杂度。对此,提出基于预想故障集迭代的停电计划优化方法。通过增加备选开断支路首端节点电压相角作为状态变量,将电网非线性运行约束转化为线性约束,以考虑重复停电、尽量满足初始计划、发电成本等实际工程关心的因素为目标函数,构建停电计划的混合整数线性二次规划模型;同时构建迭代补充预想故障集的框架,缩减问题的计算规模,并确保最终计划满足N-1准则。通过对IEEE 14节点与南方某局部简化的电网13节点系统进行仿真分析。仿真结果表明:所提方法能高效实现停电计划的优化调整。

摘要： 为了解决电动汽车使用过程中行驶里程短、充电难的问题,本文构建了带有时间窗、资源约束且允许部分充电的混合整数规划模型。考虑不同车型载重量、固定成本、可变成本、续航里程和充电速率的异质性,模型以多车型配送的单位里程可变成本和车辆使用的固定成本加和为目标函数,设计局部搜索增强的自适应大规模邻域搜索算法进行求解,算法中引入了充电站位置优化方法,通过摧毁算子和重建算子构建配送路径搜索解空间,并使用多种路径内和路径间优化算子进一步寻优。在多组不同规模算例上验证了算法的有效性和收敛性。数值实验结果表明,部分充电策略相较于完全充电策略在顾客规模为50时平均节约成本11.05%,节约成本随算例规模的增加而增加。但是部分充电策略算法收敛速度慢于完全充电策略。在满足约束的情况下,部分充电策略通过延长电动汽车的行驶距离,减少电动汽车使用的数量,可以有效的降低配送成本,在合理的时间内得到较好的求解方案。本研究可为物流企业推广纯电动物流车的实际工作提供指导。

摘要： 梯级水光蓄发电系统联合了光伏、梯级水电以及抽蓄储能电站,是一种利于消纳新能源的综合发电系统。为了提高梯级水光蓄发电系统的综合发电效益,首先以最小化调度成本为目标,建立了梯级水光蓄发电系统日前-实时双层模型;然后,采用基于场景聚类的分布鲁棒理论,对光伏出力不确定性进行建模,并通过列与约束生成算法对问题进行求解;最后,通过算例证明,基于提出的调度方法,系统能在保证光伏消纳的同时提升系统发电收益。提出的两阶段调度方法能有效平衡系统运行的鲁棒性与经济性,是适应新能源消纳的综合发电系统调度优化方法。

摘要： 随着经济发展与产业结构调整,广东电网负荷峰谷差不断增大,负荷在峰谷转换期间变化十分迅速,电网调峰面临巨大挑战。广东作为“西电东送”的受端省份,西电在日常电力供应中占比近三成,西电计划与广东负荷特点的适应性是解决电网调峰问题的关键因素。由于广东省内电源及西电的调节速率难以满足负荷午间短时急剧变化,抽水蓄能机组成为应对负荷短时剧烈波动的主力调峰电源。协调优化广东省内电源、西电及抽水蓄能机组的调度策略是有效应对电网调峰压力,确保大电网安全经济运行的关键。本文以广东省内电源出力无序与频繁调节程度最小为目标函数,建立西电、抽水蓄能机组及广东省内电源协调参与电网调峰的混合整数规划模型,并以典型日的实际数据验证了优化效果。

摘要： 由于风电具有波动性、不确定性、和可预测性差等特性,若想提高风电穿透率,则需充足的灵活可调节电源来消纳大规模风电,因此,在电源电网协调规划中需要考虑风电、灵活可调节电源和普通常规燃煤电源的合理比例。本文利用K-Means聚类方法从实际数据中抽样出典型日不同时刻的负荷和风速值,以规划期每一年数个典型日的净负荷高峰和低谷为基础,建立能够同时考虑风电、燃气发电和燃煤发电的动态电源电网协调规划数学模型。该模型的目标为在满足电网安全运行约束的前提下,对候选机组和候选线路进行最优投资以保证规划期内投资成本和运行成本总现值最小。同时利用简化的机组组合模型模拟各典型日内电力系统中各类型机组的调度运行,以阐述燃气发电机组对风电和负荷波动性的灵活调节作用。所建立的数学模型是一个混合整数线性规划模型,利用GAMS软件实现编程对模型进行求解,IEEE-30节点算例验证文中所提出模型的有效性。

摘要： 将大系统合理地划分为多个子区域,并进行并行恢复是实现电力系统快速恢复的有效策略。本文提出了计及子系统并行恢复过程影响的系统最优分区新模型及求解算法。该新模型近似计及了分区恢复时间的影响,并以分区停电损失及分区间的联络线数目最小为目标函数,以机组归属唯一性、分区功率平衡、分区连通性等为约束,使得基于此模型所获得的分区方案更为科学合理。因该模型为复杂的混合整数非线性规划模型,直接求解比较困难,本文进一步提出了分解求解策略,即把该问题分解为单纯的已知各负荷点恢复时间的分区子问题和已知分区的各子系统恢复问题,两个子问题的模型均为混合整数线性规划问题,可分别采用CPLEX求解器直接求解;通过两个子问题之间的迭代求解,即可获得原模型的近似解。多个算例证明了本文模型及求解算法的有效性。

摘要： 重载铁路始端技术站在重载铁路线网中具有举足轻重的地位。针对列车站内组合策略优化问题,通过分析重载列车技术站内作业特点,引入出站列车追踪策略变量,考虑到发线选择、到发线内接发车进路冲突和列车出发时间动态调整等约束的基础上,以单位时间内从技术站发出的货物列车净载重最大为目标,结合列车站内整体作业流程,构建混合整数规划模型,采用混合细菌觅食-离散粒子群算法,并对具体列车站内组合策略进行优化求解。最后,以某技术站为例进行分析,结果表明4 h内,列车站内组合策略优化后发出货运量为18.5万t,与经验方式发出16.5万t相比多2.0万t,技术站输送能力提升12.12%,验证了模型和算法对列车站内组合策略优化的可行性。

摘要： 近10年来,数学规划技术在石油石化行业的应用比较普遍,主要的产品包括国际知名的PIMS、RPMS以及国内的相关产品等.在混合整数规划应用方面,国内产品GRO有比较突出的特点,本文就是依据该软件产品的应用技术编写.

摘要： 本文阐述了中国跨区跨省交易的现状和发展前景、在电力供应中的重要作用及发展中存在的问题,提出了基于混合整数规划方法的跨区跨省交易优化算法模型,综合考虑跨区跨省交易的电量平衡约束、电网安全约束、交易约束和监管约束等作为优化的约束条件,寻找跨区跨省交易优化的全局最优结果.通过算例分析表明,该模型有效可行,实现了跨区跨省交易优化目标的全局最优,对电力交易决策部门制定跨区跨省交易计划、促进跨区跨省交易的发展和大范围的资源配置有积极意义.

摘要： 针对城市汽车排放日益受到限制的问题,从分析三类典型物流配送车型装载量与油耗的关系入手,讨论了多通路网络环境下油耗最低通路的多重性特征,建立了多通路网络下多车型低碳路径优化的混合整数规划模型,并根据模型特征提出了一组有效不等式;最后,通过算例验证了模型的有效性和有效不等式的加速求解效果,实验结果表明通过采用多种车型与城市多条通路的合理搭配,可明显降低配送路径规划的整体车辆油耗.

摘要： 本文针对微网风机、光伏出力及负荷功率具有不确定性,提出一种考虑不可控DG出力与负荷功率预测误差的微网两阶段动态优化运行方法.首先,基于储能装置各时段容量相互耦合,采用基于预测数据的混合整数规划求出微网日前出力计划.随后对实时运行中产生的不平衡功率,通过滚动修正日前出力计划,完成实时负荷的动态最优分配.算例采用蒙特卡罗方法模拟微网实时运行的功率不确定性,结果表明本文提出的优化策略相比于静态优化方法更具经济性.

摘要： 本文提出的张拉整体结构的找形方法是基于广泛应用于桁架结构找形中的基结构法.在空间中任意给定一些节点,将这些给定节点的任意两个节点之间进行连接,即构成一个基结构.基结构中的所有杆件都作为用于找形的备选杆件,所有节点都作为用于找形的备选节点.采用混合整数规划的方法进行张拉整体拓扑找形.

摘要： 针对乳制品具有多品种,不易保存等特点与其在运输过程中的特殊要求,研究了其供应链设计与相关成本优化问题,首先基于Fisher供应链匹配理论,分析了乳制品生产和运输的特殊性对其供应链网络的一些具体要求,进而设计了与之相匹配的敏捷型供应链网络.其次,引入了一个新的非线性函数来定义产品的库存量,在满足顾客一定产品需求量的前提下,建立了使得供应链总成本最小的混合整数规划模型.实证分析结果表明,该模型不仅可为供应链提供整体成本最优的有效决策方案,通过合理准确的预测顾客的产品需求量及调节其与零售商实际订货量的误差,还能够有效减少供应链部分成员成本.在最佳零售商订货条件下,可为整个供应链节省约一半的费用,这对研究节约供应链成本和提升顾客满意度具有重要的指导意义.

摘要： 针对钢管生产中的合同组批问题建立了非线性混合整数规划模型，并提出了一种基于MILP的启发式算法。该算法明显地提高了组批结果中的热态钢管有效长度，提高了产能，并能在较短的时间内得到近优解，满足现场生产实时性的需求。现场数据测试表明该算法具有良好的优化性能和实用性。

摘要： 我国物流配送量飞速增长,呈井喷状态,物流配送网络基础设施和能力严重不足,而大数据技术的发展能够帮助分析客户的物流配送偏好,故精确把握客户物流需求,整合优化全社会配送物流资源设置具有必要性和迫切性.本文通过客户购物行为大数据分析客户的物流选择偏好,认为客户的物流偏好主要可细分为速度快、成本低、服务质量高、安全保障高和环境污染低;假定全社会配送物流网络资源可统一优化,各物流商结为战略联盟,将货物从发货人到收货人手中这一过程细分为揽货、入仓、运输、出仓、终端配送,分别依据不同的物流偏好构建相应目标函数模型;假设可通过大数据进一步分析客户群中每种物流偏好所占比例,利用一定转换机制将多个目标转化为单目标,构建大数据环境下全社会配送物流网络模型,该类混合整数规划问题算法已经较为成熟,可以利用启发式算法或智能算法求解.

摘要： 针对外购坯板坯设计问题，建立了多目标混合整数规划模型，并提出了集成MILP(混合整数规划)与启发式的混合算法，该算法首先以最小化余料量为目标确立合同与合同间的匹配关系，然后以提高加热炉效率为目标对短坯长度进行调整，最后确定采用板坯的类型、数量和切割方案。现场数据测试表明该混合算法具有良好的优化性能及实用性。

摘要： 针对再制造逆向物流网络设计问题，在考虑废旧产品回收数量不确定性的情况下，基于混合整数规划方法，建立了一个多目标的再制造逆向物流网络优化设计模型。利用该模型可以确定网络中回收点和检测中心的数量、位置及其相应的物流量分配，以使网络设施总的建设费用和所建设施对居民产生的负效用达到最小。给出了用机会约束规划求解模型的方法。最后，通过算例验证了模型的有效性。

摘要： 本发明涉及一种结合混合整数线性规划的产科多类型病房规划方法，属于人工智能技术支持下数据驱动的智慧医疗管理与决策领域。本方法首先依据精益思想将产科病房细分为待产病房，剖腹产病房和顺产病房三种类型病房。依据待产病房房间个数、容纳患者人数和人天数生成与待产病房相关约束关系；依据剖腹产病房房间个数、容纳患者人数、人天数和剖腹产比例生成与剖腹产病房相关约束关系；依据顺产病房房间个数、容纳患者人数、人天数和顺产比例生成与顺产病房相关约束关系；根据三种类型病房数量和总病房数量，生成病房数量间约束关系；为最大化入院孕妇患者总人数，生成所能容纳最大总人数约束关系；基于以上约束关系，利用混合整数线性规划求解器进行求解，进而得到最大入院总人数。

摘要： 本发明公开了一种混合整数非线性规划问题的群智能与线性规划协同方法，包括求解外层问题的改进粒子群算法与求解内层问题的线性规划算法；算法具有启发式算法的全局寻优能力，并且比单纯启发式算法有更快的收敛速度与更少的计算时间；算法引入速度扰动概率函数，提高算法避免陷入局部最优的能力，并备份最优粒子，防止速度扰动后收敛速度变慢的问题；算法考虑到解的鲁棒性，通过改进粒子群的适应度函数，有效排除解空间中的尖锐值；算法进一步引入双重适应度函数和系统容忍度，根据更合理的规则来进行粒子的选取。本发明作为一种通用的混合整数非线性规划问题的求解策略，可在混合整数非线性规划问题中广泛应用，求解效率高，结果可靠，鲁棒性好。

摘要： 本发明公开了一种采用混合整数线性规划方法来求解该换料方案优化问题的方案，将整个问题分解成两步求解：第一步，为考虑通道换料的后效，以换料通道数目最少为目标建立候选通道选择模型，进行连续16周的换料方案优化；第二步，堆物理工程师首先依据反应堆未来一周的运行要求给出周换料计划，然后以平均卸料燃耗最深为目标建立周换料方案优化模型，同时考虑反应堆运行的诸多要求，在模型中加入相应的约束条件。考虑到换料方案设计的时效性要求，为了快速评价大量的换料方案，提出了一个三维堆芯计算模型-线性敏感矩阵方法。本发明能准确快速的预计通道换料时堆芯关键参数的响应，从而实现对海量换料方案的快速评价。

摘要： 本发明提出一种基于混合整数规划的能源互联网规划方法，包括以下步骤：S1，收集建模所需的相关数据信息；S2，根据相关数据信息的约束关系，建立能源基于混合整数规划的能源互联网模型；S3，对能源互联网模型进行线性化处理；S4，利用线性化处理好的能源互联网模型对能源互联网进行规划。本发明以系统运行成本最低为目标函数，不仅涉及电力系统问题，同时考虑了天然气系统约束，和电力、天然气系统的耦合以及两者系统对能源互联网系统运行的影响，从而实现对能源互联网系统的优化规划。

摘要： 本发明实施例公开了一种基于混合整数规划的公交主干线规划方法，包括：步骤1：采用预设的客流聚集算法将客流聚集到公交主走廊上；步骤2：设定公交的路线的数量、公交路线经过最多的站点数以及混合整数规划求解器中需要的其他成本参数；步骤3：生成混合整数规划变量、目标函数及限制条件；步骤4：将目标函数及限制条件输入混合整数规划求解器进行求解，得到主干线线网。本发明无需预先确定线路起点，可以自由选择线路长度、线路数量等参数，能够从数学上求得全局最优解，使公交主干线线网得规划更为合理、整齐。

摘要： 本发明提出广义两阶段混合整数规划求解方法，通过构建主问题并求解得到下界、求得第二阶段最优值并加上第一阶段的值得到上界、当上界与下界未收敛至预设阈值时，向主问题添加行生成的比例割、利用列生成向主问题添加原始割、并维护主问题，不断迭代，直到上界和下界收敛到预设阈值，便返回第一阶段最优解及上界UB，算法结束。本发明能够准确、快速地求解两阶段混合整数规划问题，具体的，在进行输电网络规划应用时，可以准确、高效的求解输电系统规划问题。

摘要： 本发明公开一种基于GSO和混合整数规划的园区综合能源规划方法及系统，包括：根据固定容量设备、可变容量设备及容量范围确定可行域；以电力功率平衡、供热和供冷平衡为约束条件，以产能和储能效益最优为第一目标函数，采用萤火虫算法求解第一目标函数；其中，对以供电成本最小的第二目标函数求解得到当前设备类型和容量配置下的产能和储能效益，将其作为萤火虫的初始荧光素，根据迭代次数确定萤火虫的决策域，根据决策域和初始荧光素得到萤火虫的相对亮度和吸引度，选择目标邻居，向目标邻居移动后得到萤火虫新位置，更新荧光素，得到可行域内设备类型和容量的最优组合配置。采用内外层相结合的方法，快速计算出最优配置方案，缩短优化时间。

摘要： 本发明提出一种基于混合整数规划的能源互联网规划方法，包括以下步骤：S1，收集建模所需的相关数据信息；S2，根据相关数据信息的约束关系，建立能源基于混合整数规划的能源互联网模型；S3，对能源互联网模型进行线性化处理；S4，利用线性化处理好的能源互联网模型对能源互联网进行规划。本发明以系统运行成本最低为目标函数，不仅涉及电力系统问题，同时考虑了天然气系统约束，和电力、天然气系统的耦合以及两者系统对能源互联网系统运行的影响，从而实现对能源互联网系统的优化规划。

摘要： 本发明实施例公开了一种基于混合整数规划的公交主干线规划方法，包括：步骤1：采用预设的客流聚集算法将客流聚集到公交主走廊上；步骤2：设定公交的路线的数量、公交路线经过最多的站点数以及混合整数规划求解器中需要的其他成本参数；步骤3：生成混合整数规划变量、目标函数及限制条件；步骤4：将目标函数及限制条件输入混合整数规划求解器进行求解，得到主干线线网。本发明无需预先确定线路起点，可以自由选择线路长度、线路数量等参数，能够从数学上求得全局最优解，使公交主干线线网得规划更为合理、整齐。

摘要： 本发明提供一种基于多目标混合整数规划模型的复杂网络链路预测方法，包括以下步骤：S1：对存在缺失链接的复杂网络进行采样，获得正样本节点对和负样本节点对；S2：基于现有的单体链路预测器，计算每个样本节点对之间存在连边的可能性；S3：计算每对单体链路预测器之间的差异；S4：建立多目标混合整数规划模型；S5：求解多目标混合整数规划模型，获得最优解；S6：基于多目标混合整数规划模型的最优解进行缺失链路的预测。相比于单体链路预测器，本发明提高了链路预测的准确性。此外，本方法具有很好的可解释性，可以直观地解释模型参数选择的决策依据，以及链路生成机制的分解结果。