交通系统智能决策的算法研究

遗传算法是近年来迅速发展起来的一种全新的随机搜索与优化算法，但由于其自身固有的缺陷，通常优化过程的收敛速度较慢，局部搜索能力不足，而且算法稳定性较差。而蚁群算法广泛应用在旅行商问题计算中，目前是较好的求解最短路由问题的算法之一。就其自身来说有很多优点，如正反馈性、鲁棒性和智能性，但是在寻优过程中容易陷入局部最佳的缺点。针对上述情况，将遗产算法与蚁群算法相结合，用于实际交通系统寻找最优路径的问题中，并定义了目标函数，以路径可靠性和路径长度为优化目标，寻找最合适的救灾路线。最后通过实际计算结果的对比验证，说明了该方法的有效性。     

三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝位移反演分析与安全预测

本文研究了基于综合应用人工神经网络和演化算法的位移反演分析方法,并将此方法应用于三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝的变形反演分析中。以茅坪溪一期工程原型观测成果为依据,反演出能够正确反映坝体变形特性的邓肯-张EB模型参数,从而预测了施工期末和蓄水期末该坝的变形特性,并基于总应力法研究了心墙水力劈裂破坏发生的可能性,为茅坪溪堆石坝运行期的安全生产提供依据。研究结果表明,茅坪溪心墙堆石坝不会发生水力劈裂破坏,该坝蓄水后虽然水压上升,但心墙仍是安全的。     

人员位置固定的公共场所分区疏散研究

通过将分区疏散转化为分配问题(Allocation Problem),并采用启发式的A*优化算法,对人员位置固定的公共场所分区疏散进行研究。进一步利用基于元胞自动机模型的大型公共场所人员疏散行为模拟仿真系统,在充分考虑公共场所中每个人员的状态、人员之间以及人员与周围环境的相互作用的前提下,对疏散分区的效果进行模拟;通过与未分区的模拟结果相比较,可以认为,分区疏散有助于人员快速疏散,大大缩短整体避难时间,而且基于移动路径搜索的分区更加切合实际。     

A CODED ALGORITHM FOR CAPACITY EXPANSION OF A WATER QUALITY MANAGEMENT SYSTEM1

ABSTRACT: This paper describes a mathematical model, an algorithm and a computer program that were specially developed to study the problem of a water quality management system undergoing a rapidly increasing environmental stress. The model output will determine the locations, sizes and the timing of construction of new treatment plants plus an overall treatment plant operating policy so that environmental standards are maintained at a minimum cost. The model, as formulated, is a 0-1 mixed integer programming problem which is solved by decomposing it into a capital budgeting problem (solved by Little's branch and bound algorithm) and an operational policy problem (solved by linear programming). The coded algorithm (in FORTRAN 10) has been tested with a semi-realistic example.     

人工神经网络在水环境质量评价中的应用

为了将人工神经网络应用于水环境质量评价，应用了人工神经网络Ｂ—Ｐ算法，构造了水环境质量评价模型，该模型应用于实例评价结果表明，人工神经网络用于环境质量评价具有客观性，通用性和实用性。     

基于粒子群算法的城市垃圾中转站的空间布局研究

随着城市化的进程，垃圾处理设施成为影响城市化质量的重要指标。依据人们实际所关注的垃圾处理设施的总成本和负效应两个因素，在前人研究的基础上，建立了垃圾收运多目标模型，使得总成本和负效应最优化。根据模型设计了粒子群算法，该算法属于智能算法，且精度高，收敛快，在许多领域也得到广泛应用。用设计的粒子群算法并结合案例求出了Pareto最优解，给出三种决策方案，验证了模型和算法的有效性和可行性，为决策者提供了一种理论参考。     

回采工作面瓦斯涌出量遗传投影寻踪回归预测

为快速、准确预测回采工作面瓦斯涌出量,基于投影降维思想,建立一种遗传算法(GA)投影寻踪回归预测方法。选取煤层瓦斯原始含量、埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、工作面长度、推进速度、采出率、临近层瓦斯含量、临近层厚度、临近层层间距、岩层岩性、开采深度作为评价因子,对某矿15个学习样本进行训练,建立GA投影寻踪回归预测模型。利用该矿3个实测样本对模型进行检验,并与主成分分析和BP神经网络方法结果进行对比。研究表明:利用GA投影寻踪回归预测回采工作面瓦斯涌出量,平均误差为3.43%,最大误差为5.7%,精度优于其他2种方法。     

山区农村居民点时空格局演变特征及蚁群仿真优化——以重庆澄江镇为例

山地农村居民点系统因受自然因素及人类活动等多重扰动而处于深刻转型中,探索山区农村居民点时空格局特征及其优化策略,对于优化山区国土空间格局、推进山区国土空间综合治理与乡村振兴具有重要意义。基于构建理论框架,集成运用景观格局指数法、栅格权重叠加评价法、改进蚁群算法（ACO）等,以重庆澄江镇为例,探索山区农村居民点时空格局演变特征及优化过程,提出优化调控策略。结果表明：（1）研究区农村居民点空间格局演变特征呈现集中、靠拢的演化发展趋势,总体呈现匀质、线状、向心、院落四种分布形态;同时高程、坡度、水域、城镇、道路、基础设施等自然—经济社会因素均对山区农村居民点时空格局演化产生重要影响。（2）改进蚁群算法优化后,研究区农村居民点斑块面积（CA）减少10.07%,居民点斑块数量（NP）和密度（PD）分别减少83.12%和81.16%,平均斑块面积（MPS）增加了4.3倍,平均最近邻体距离（MENN）增加了42.82%。优化后69.1%的农村居民点斑块都集中在适宜区和较适宜区内,且重点向交通便利、公共设施完善、生产便利和中心村庄集中。优化后的农村居民点空间格局更加紧凑有序,土地集约节约效率更高。（3）基于仿真优化结果,综合考虑村庄振兴“产业—人口—土地”互动耦合机制,提出城郊融合、产业集聚、景村融合、搬迁撤并四类农村居民点格局优化方案,助推山区乡村振兴。（4）优化结果同时表明改进的蚁群算法非常适用于复杂环境条件下的较小尺度要素空间布局优化,能够为山区国土空间规划编制提供技术支撑。     

人为排放及气象因素对空气质量影响的定量分析——以疫情期间邢台市为例

选择河北省邢台市作为研究对象,将2020疫情作为一个极限管控措施下的极限减排实验情景,把2021疫情作为未来常态化疫情防控实验分析情景.与疫情前期对比,两次疫情期间臭氧浓度均有提升且2021疫情时期颗粒物浓度同样有提高,2020疫情时期其他污染物浓度均有不同程度的改善,而与2019历史同期相比,两次疫情期间臭氧浓度同样有升高现象,除此以外,2021疫情时期污染物改善较好.利用长短期记忆网络（LSTM）算法和空气质量预报模式系统（WRF-CMAQ）量化了两次疫情时期气象因素对于污染物浓度变化的影响,根据空气质量模拟法反推了不同污染物受人为影响的浓度变化.实验结果表明,LSTM算法在两次疫情期间的模拟均显示人为影响对污染物产生了负影响（降低了污染物浓度）且在总变化影响中占比较高,而CMAQ模式模拟结果中的气象因素影响占比远高于LSTM算法.CMAQ模式在两次疫情模拟中表现出了不同的结果,在2020疫情中人为影响占据了主导,而在2021疫情中,相比较2020疫情时期,除NO₂外,人类活动对其他污染物的影响均为正值（促进了污染物浓度升高）.