双层规划

摘要： 研究交通网络疏散问题的文献较多,但鲜有基于理性疏忽理论来分析交通网络疏散问题的。本文考虑疏散网络交通状态的随机性和出行者信息处理能力的有限性,将交通状态信息成本内生化,建立基于理性疏忽理论的疏散网络双层优化模型。上层以系统总疏散时间最小为优化目标,将路段是否单行作为决策变量,下层建立基于理性疏忽理论的用户均衡模型。设计离散粒子群优化算法与逐次平均法相结合的启发式混合算法(DPSO-MSA),上层采用粒子群算法求解,将上层得到的单行策略传递给下层,下层模型采用MSA方法求解,将得到的路段交通量返回给上层。并通过算例验证模型的有效性。研究发现,最优单行策略要优于非单行策略和全单行策略,设计的算法可以快速识别疏散网络的关键路段。对于整个疏散系统而言,出行者获取的信息并不是越多越好。研究结果可以为疏散策略的制定提供参考依据。

摘要： 目前中国特高压直流接入的受端电网大多呈现“强直弱交”的情况。特高压受端换流站发生直流闭锁故障时,系统将发生大规模潮流转移,并可能引发部分线路过载。在此背景下,提出在受端电网中加入晶闸管控制串联电容器(TCSC)装置改善含特高压直流接入受端电网安全稳定问题,并建立了计及N-1安全约束的TCSC装置定容选址双层规划模型。上层规划模型以加装TCSC装置投资成本最小为目标,下层规划模型以N-1约束下最优潮流为目标,下层通过最优潮流求解结果选取给系统造成严重影响的N-1故障返回上层,增加新的约束,上下层通过互相迭代求得最终解。提出规划模型在修改IEEE 39节点系统中得到验证。

摘要： 为突破海岛应急物流轮渡运输的靠岸点限制,同时降低海岛应急配送总成本,考虑使用无人机将应急物资从码头运往海岛上的无人机配送中继站,再由中继站派出的卡车对需求点进行终端配送服务.建立了海岛无人机配送中继站的选址-路径优化的双层规划模型,并设计K-means聚类算法与改进的模拟退火算法相结合的两阶段算法用以求解该模型.将浙江省舟山市普陀山海岛作为典型场景,研究从朱家尖客运中心将一批物资运往普陀山海岛304个需求点的两级配送路径.算例分析结果表明,38个中继站所派出的配送卡车在完成所有任务后的最低系统总成本为1013.1元,所设计选址与路径一体优化方法与先选址后路径优化的两段优化方法相比,总成本降低10.3%.

摘要： 含可再生能源的配电网相较传统无源配电网,网损情况发生较大变化,给配电网节能改造规划带来了困难,为此提出了一种面向含可再生能源配电网的分层分区降损方法。该方法首先计算含源配电网网损,根据网损大小及子区规模完成子区资金分配;其次建立双层模型,对配电网降损方案寻优,实现资金的优化配置、提高减排效益。算例采用某市电网数据进行分析,在500万的预算下能够实现降低约0.1%的网损,相当于年减少326吨碳排放,表明本文所提方法能够有效的实现降损目标,减少碳排放。

摘要： 本文研究了一类带等式和不等式约束的双层规划问题,首先利用下层问题的KKT条件将双层规划转化为单层约束规划问题;其次结合罚函数法,构造了一种新的填充函数,并探讨了它的性质;最后基于构造的填充函数,获得了一种求解双层规划问题的填充函数法,并通过数值实验说明了该算法的可行性.

摘要： 针对“煤改电”用户亟需通过综合配置产能、储能与用能设备降低用能成本、减轻环保压力的问题,提出了综合考虑设备投资与运行费用经济性的户用综合能源利用系统优化配置双层规划模型.通过双层迭代优化求解得到户用综合能源利用系统优化配置方案.实际“煤改电”住宅用户算例表明,所提出的方法能够给出户用综合能源利用系统设备安装类型与容量的优化配置方案,使得“煤改电”用户投资运行成本最低.

摘要： 在突发事件发生前预先安排应急医疗物资配送,将大大提高救援效率。本文对基于双层规划的应急医疗物资物流网络优化问题进行分析,并通过对相关文献研究,归纳总结出双层规划模型以及应急医疗物资物流网络优化问题的研究现状,并将用于求解NP-Hard问题的启发式算法进行概括总结,最后总结研究现状,指出不足和下一步研究方向。

摘要： 针对高超声速飞行器在复杂禁飞区的规避场景,为解决现有轨迹规划方法对任务初值依赖性强的问题,提出一种基于双层规划建模的路径-轨迹规划方法。其中,上层为路径规划,为轨迹提供路径点引导信息,避免轨迹陷入局部解;下层为轨迹规划,利用上层输出的路径点信息,将轨迹分割成多个横向机动小的子段,解析求解横纵向飞行剖面,减小运动模型简化误差。数值仿真表明,与现有轨迹优化方法相比,本方法能够选择指标更优的路径,提高了轨迹规划的全局性能;解析飞行剖面制导误差不超过0.03%,解决了大范围横向机动的剖面解析难题。

摘要： 列车停站方案、列车运行图和动车组接续方案间相互影响,将三者进行协同优化能够保证在提高客流需求满足程度的同时,最大程度地降低由动车组运用决定的铁路部门运输组织成本。因此,本文在分析三者间协同关系的基础上,建立双层模型。上层模型为以旅客需求满足程度最高、铁路部门运输成本最低为目标的协同优化模型,下层模型为以动车组运用数量和接续时间最小为目标的最优动车组接续模型,且下层模型将最优动车组运用指标决定的铁路部门运输成本传递至上层目标函数中,构成双层模型间的联系。结合模型的双层特性,设计双层启发式算法求解,外层采用计算效率高、计算效果好的自适应大邻域搜索算法,根据算子的历史表现动态确定算子选择概率,以获得停站方案与运行图综合可行解;内层采用模拟退火算法,在外层输入方案的基础上,确定相应的最优动车组接续方案,并将指标输出至外层。算例分析结果表明,采用本文提出的协同优化方法进行优化,能在可接受时间范围内得到指标较优的综合方案,验证了本文模型和算法的有效性。

摘要： 电氢混合储能系统优化规划是解决沿海地区大规模海上风电并网消纳问题的有效途径。综合考虑海上风电优先就地消纳及氢能绿色制取与高效利用,构建含海上风电微电网内电氢混合储能系统的运行模型及全寿命周期成本(LCC)模型,提出一种以经济最优为目标函数,计及海水淡化制氢的微电网电氢混合储能系统双层规划模型,应用于含海上风电微电网的容量配置和运行调度优化问题,并分别采用CPLEX求解器和改进粒子群优化算法(PSO)对内、外层模型进行求解。最后,以某地区海上风电场为例进行仿真计算,结果表明,含海上风电微电网经电氢混合储能系统优化规划后总成本降低19.5%,同时海上风电场弃风率减少9.3%,验证了所提模型的有效性与可行性。

摘要： 天然气管输是连接天然气"上下游"的重要环节,在天然气行业发展中具有重要作用,科学合理的天然气管输定价对天然气市场发展具有重要意义.国家管网公司的成立在进一步推进“管网独立”的同时,也对传统的管输定价及其机制提出了挑战.文章基于政府与管输企业在天然气市场的双层决策机制,建立了上层政府以社会效益最大化为目标和下层管输企业以利润最大化为目标的双层规划模型,通过算例模拟,比较了在传统管输定价机制与“两部制”下,天然气管输定价及其对社会效益的影响.结果表明:在两部制定价机制下,管输量显著增长,管网利用效率显著提高,管输企业承担的总成本降低,总收益增加;两部制定价机制促进了天然气市场的交易,极大提升了社会效益.最后,提出了基于“两部制”设计科学合理的管输定价机制,以及建立政府监管体系的政策建议.

摘要： 考虑有限维变分不等式与互补问题、双层规划以及均衡约束的数学规划问题.在简单介绍这些问题之后,重点介绍近年来这些领域中发展迅速的几个研究方向,包括对称锥互补问题的理论与算法、变分不等式的投影收缩算法、随机变分不等式与随机互补问题的模型与方法、双层规划以及均衡约束数学规划问题的新方法.最后提出进一步研究的方向.

摘要： 针对城市轨道交列车停站问题,考虑列车停站与客流换乘选择之间的主从博弈关系,本文建立0-1双层规划数学模型求解城市轨道交通特殊停站方案.上层停站设置模型以所有旅客的总旅行耗费时间最少和运营成本最低为目标,以车站停站下限为约束;下层客流换乘选择以总旅行耗费时间最少为目标,乘车径路连续性和可行性为约束.根据双层规划模型特点分别对决策变量、目标函数和约束条件整合处理成单层规划模型,处理后的模型可以通过优化软件求解.最后,以重庆市轨道交通二号线为例,实际应用证明了模型的可行性和有效性.

摘要： 为了深入探讨高速铁路客运站的选址问题，在考虑旅客选择行为及其与决策者的相互作用的基础上，建立了客运站的双层规划选址模型，上层规划描述决策者的决策过程，下层规划描述旅客的选择行为。对模型中的参数进行分析，得到了各参数的计算方法，最后给出了模型的求解算法。

摘要： 为了提高公交专用道设置后整体交通网络的效益,对交通网络中的专用道布局优化问题进行研究.专用道对公交车、小汽车运行产生的影响均考虑在内,将是否设置公交专用道作为决策变量建立双层规划模型,以道路网络总费用最小作为上层目标函数,多模式交通方式下随机用户均衡(Stochastic UserEquilibrium,简称SUE)模型作为下层优化目标,并在模型的约束条件中引入OD对可达性系数的概念.在实际算例中,选取道路饱和度对布设专用道后的交通网络进行效果验证.结果表明,研究方法具有一定的实用性,既可以提高交通网络中的道路利用率,又可以在一定程度上缓解交通网络中的拥堵问题,使网络中的人均出行时间和平均饱和度分别降低23.18％和15.52％.

摘要： 物流配送需求可拆分车辆路径问题(SDVRP)是一类有待深入研究的车辆路径问题,其求解方法与需求不可拆分的VRP问题有较大的区别.针对该类问题,本文提供了一种新的求解思路——基于双层规划模型的三阶段禁忌算法.首先,将目标函数设定为大TSP路径成本加上切割增加路径成本,构建了SDVRP的双层规划数学模型;然后,根据双层规划的思路设计了三阶段禁忌启发式算法:先求包括车场和所有顾客的大TSP路径,再对大TSP进行切割和拆分,接着对备选方案进行子路径优化;最后,通过实验仿真,将所提出的三阶段禁忌算法与其他算法进行比较,结果表明了所提出的算法可以比较有效地求得需求可拆分车辆路径问题的优化解,是解决需求可拆分车辆路径问题的有效方法.

摘要： 为提高物流管理绩效,提出合理设计废旧家电回收物流网络结构及废旧家电收购价格的方法.考虑到运送距离和收购价格对消费者交付行为的影响,根据展望理论和几何平均合成方法构造了消费者交付满意度函数,建立了回收物流网络优化设计的选址-定价联合决策模型.该模型是一个双层规划模型,体现了企业和消费者在废旧家电回收/交付问题上的主从博弈关系.利用该模型可以确定收集点和回收中心的开设位置与数量、各收集点的废旧家电收购价格、网络节点间的物流量分配和各消费者的满意收集点.为快速有效地得到设计结果,提出了嵌入贪婪算法和线性规划精确算法的混合遗传算法,给出了算法的实现步骤.通过算例验证了模型及其算法的有效性.

摘要： 本文从降低团购网站的成本费用和提高网站的信誉度两个角度出发,首先建立团购网站供应商选择问题的双层规划模型,其中上层规划以团购网站的总采购费用最小为目标,下层规划以客户满意度最好为目标.然后引入矩阵相似度的概念,来计算专家所占权重,并利用偏差最大化的群决策方法,求出产品的综合表现度.最后,结合模型的特点设计了粒子群算法进行求解.通过应用实例验证了模型和算法的有效性,为团购网站更加客观地选择供应商提供决策方案.

摘要： 以OD需求不确定性为基本前提,以随机双层规划和均值方差理论为基础,建立0D需求不确定离散交通网络设计的基本模型.根据需求不确定的交通网络设计模型特点,建立基于MomeCarlo模拟和遗传算法的算法,实现了对问题的有效求解.SiouxFal1s网络的计算结果表明,本论文的模型和算法可以很好地应用于中等规模网络.

摘要： 光伏发电是解决能源危机和环境污染的有效途径之一，目前，它的规模化商业运作还需政府大力的扶持.本文研究光伏并网发电政府成本补偿策略，利用双层规划模型讨论了最佳的成本补偿比例以及最优扶持的并网发电项目数，政府通过调控成本补偿比例和并网发电项目数来实施补偿政策.

摘要： 本发明公开了免疫遗传‑人工势场法的无人艇双层路径规划方法，属于无人艇双层路径规划方法技术领域。包括以下步骤：建立无人艇的数学运动模型以及无人艇的栅格工作环境模型；利用免疫遗传算法进行全局路径规划，为无人艇快速规划出一条初始全局最优路径；对全局最优路径进行分割，将全局最优路径上的转折点序列作为局部路径规划的子目标位置并利用人工势场法进行局部路径规划，直到当前子目标位置是最终的目标位置。本发明所述的免疫遗传算法在传统遗传算法的基础上添加了一个免疫算子，可以有效防止种群退化，提高算法效率；引进了分割操作，大幅度减小局部路径规划的复杂性，减少了无人艇陷入局部极小点位置和路径震荡的可能性。

摘要： 本发明涉及基于双层随机规划的风光储场站群功率分配协同优化方法，包括：获取并分析风光储场站群及负荷的参数数据；建立考虑投资和运行成本的风光储场站群出力特性的决策模型，即外层模型；建立考虑风、光、负荷不确定性和多时间尺度特性的风光储场站群出力优化模型，即内层模型；对双层随机规划模型进行求解，得到多种场景下备选的风光储联合运行方案集；根据实际场景，选择确定风光储场站群系统的最优出力分配。本发明充分考量风光储场站群系统的不确定性以及电源、负荷的多时间尺度特性，实现了风光储场站群功率的最优化分配，最大程度上降低风光储场站群系统的投资和运维成本，使不同调峰场景、不同系统运行方式下系统的功率分配均达到最优。

摘要： 一种基于双层MPC的智能驾驶汽车轨迹规划与跟踪控制方法，属于自动化控制技术领域。本发明的目的是针对智能驾驶汽车驾驶在可能存在局部积雪的偶发性混合路况，设计不仅考虑乘车的舒适性和安全性，又能够处理局部积雪的偶发性问题，扩大规划方法对驾驶场景覆盖的MPC轨迹规划层的基于双层MPC的智能驾驶汽车轨迹规划与跟踪控制方法。本发明首先根据对轨迹规划的需求，建立全局坐标系下的车辆运动学模型；然后，引入轨迹规划问题的代价函数和约束，包括了构建具有防止碰撞功能代价函数、状态偏差跟踪代价函数以及保证驾驶舒适性、安全性约束的避撞换道轨迹规划层。本发明控制性能、安全性和稳定性都得到了提升，更加适合混合路况场景的避撞换道研究。

摘要： 本发明公开了一种基于水力计算和双层优化的电蓄热装置规划方法及系统，包括：建立集中供热系统水力计算仿真模型和负荷预测模型，并获知水力工况不利用户和大负荷用户；在供热系统不利用户和大负荷用户热力站处分别设置电蓄热装置，以及依据蓄放热特性设定电蓄热装置不同的运行方案，形成电蓄热装置的多种规划设计方案；基于水力计算仿真模型计算不同规划设计方案下的水力计算指标、水力失调度和水泵性能。本发明提供一种基于水力计算和双层优化的电蓄热装置规划方法及系统，对电蓄热装置进行合理的控制，对电蓄热装置在热力站的部署进行科学合理的规划，综合投资成本、运行费用的经济规划和热网水力平衡的因素，满足集中供热系统热电联合调度的需求。

摘要： 本发明公开了一种基于提升数据中心功能持续性的双层布局规划结构，包括框架主体，所述框架主体包括垂直对应设置的第一层和第二层，所述第一层位于所述第二层的下方，所述结构还包括供电单元和机房单元；所述供电单元配置于所述第一层，且所述供电单元包括若干个供电模块，所述若干个供电模块之间相互独立设置；所述机房单元配置于所述第二层，且所述机房单元包括若干个机房模块，所述若干个机房模块之间相互独立设置；所述若干个供电模块的位置与所述若干个机房模块的位置之间在空间上一一垂直对应，且所述若干个供电模块与所述若干个机房模块之间在供电关系上一一对应垂直式电力相连。解决了现有的数据中心布局规划设计不合理的技术问题。

摘要： 本发明公开一种分布式双层供氢网与配电网的电‑氢协调规划方法，步骤为：1)建立规划区域内的交通网；2)计算交通网中待规划位置的氢能需求；3)建立分布式双层供氢系统与配电网的双层协调规划模型；4)求解双层协调规划模型，得到分布式电源和分布式双层供氢系统协调规划方案。本发明创建了一种分布式双层供氢系统与配电网协调规划方法，能够模拟供氢系统子站、母站制氢、储氢、运氢设备的运行状态，协调母站分布式电源与配电网分布式电源的规划决策，有效地优化供氢系统与配电网的运行和规划效益。

摘要： 本发明公开了一种基于双层规划的共享自行车区域投放规划方法，包括步骤：1)获取拟提供服务的共享自行车系统的规划基础资料；2)构建各条出行路径的广义出行成本函数；3)分别以共享自行车网络系统最优和用户均衡为上层模型和下层模型，建立基于双层规划的共享自行车区域投放规划模型；4)对共享自行车区域投放规划模型进行求解，得到各区域投放点的位置以及共享自行车配备方案。本发明提供了一种共享自行车区域投放的方法，能够同时确定投放区域的选址及规模，为投放区域的规划以及投放量的预测提供科学的依据，具有实际推广价值。

摘要： 本发明涉及一种水‑能‑碳耦合作用下基于双层规划与图论算法的水管网规划方法及系统，包括：步骤1：测量与预测数据：制作区域简化图；预测用户日需水量，以及三角模糊隶属度函数；估计每一段候选管道电力消耗；测量每一段候选道路铺设管道时需要的管道长度；步骤2：建立模型，模型包括最小化年总费用的上层目标函数和最小化管网日电力消耗下层目标函数；步骤3：基于双层规划与图论算法，求取步骤2建立的模型的最优值，获取最优的水管网规划方案。本方法能够有效量化水管网系统中的能源消耗，平衡经济节约与环境保护之间矛盾，同时保持经济需求的主要地位，为不同需求的决策者在水厂建设、管道布局、管道负载方面提供科学合理的决策方案。

摘要： 本发明公开了一种基于双层规划的共享自行车区域投放规划方法，包括步骤：1)获取拟提供服务的共享自行车系统的规划基础资料；2)构建各条出行路径的广义出行成本函数；3)分别以共享自行车网络系统最优和用户均衡为上层模型和下层模型，建立基于双层规划的共享自行车区域投放规划模型；4)对共享自行车区域投放规划模型进行求解，得到各区域投放点的位置以及共享自行车配备方案。本发明提供了一种共享自行车区域投放的方法，能够同时确定投放区域的选址及规模，为投放区域的规划以及投放量的预测提供科学的依据，具有实际推广价值。

摘要： 本发明公开了一种基于双层规划的主动配电网网架规划方法，具体步骤为：第一步，双层规划模型构成；第二步，基因编码；第三步，初始方案形成；第四步，个体优劣评价；第五步，遗传操作；第六步，最优方案的选择。本发明基于双层规划理念对主动配电网网架规划问题进行建模，使用改进的遗传算法进行求解，与以往的主动配电网网架规划方法的不同之处在于，该方法引入了双层规划理念，并引入改进的遗传算法对问题进行求解。在模型建立方面，本发明所采用的双层规划模型转化成一个双层规划问题，即上层规划问题架设线路，下层规划问题则在该网架下使分布式发电的有功出力切除量最小。