并行動態(tài)規(guī)劃和改進遺傳算法在水庫調度中的應用分析

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1、并行動態(tài)規(guī)劃和改進遺傳算法在水庫調度中的應用分析并行動態(tài)規(guī)劃和改進遺傳算法在水庫調度中的應用分析并行動態(tài)規(guī)劃和改進遺傳算法在水庫調度中的應用分析。0引言水庫優(yōu)化調度是典型的多維非線性優(yōu)化問題，求解方法顯得尤其重要。動態(tài)規(guī)劃基本的動態(tài)規(guī)劃算法適用動態(tài)規(guī)劃的問題必須滿足最優(yōu)化原理和無后效性。動態(tài)規(guī)劃法適用于求解水庫優(yōu)化調度模型，具體求解步驟如下：①階段變量：由于水庫優(yōu)化調度是按照時間過程進行的，屬于多段決策過程，階段變量按時間段選取。②狀態(tài)變量：狀態(tài)變量選取水庫對應變量，例如水位、庫容等。其水庫水位和庫容反應了調度過程的演變

2、，并滿足無后效性要求。③決策變量：時段末的水庫狀態(tài)對應一個決策，即決策變量。④狀態(tài)轉移規(guī)律：根據決策變量從而得到時段末的一個狀態(tài)，作為下一時段的起始狀態(tài)。2)并行算法設計水庫優(yōu)化調度模型的求解過程具有一定的并行性，有利于并行計算的實施。多核處理器的日益普及為并行機制的實現提供了必要的硬件基礎。為了防止單線程計算而導致計算資源的浪費;在動態(tài)規(guī)劃算法中嵌入并行模塊。并行計算動態(tài)規(guī)劃實現并行化的具體步驟：①在并行域前，首先主線程計算水庫的各個時段的所有的決策方案，并用并行化嵌套語句設置多個子線程。②每個子線程從對應共享內存中獲

3、取計算數據，包括電站的基礎屬性數據、各類特征曲線和約束條件等。每一個線程由一個CPU內核處理，同時每一個子線程只允許與主內存進行通信和數據交互，核與核是相互隔離的，從而保證各個線程獨立工作。③子線程通過與共享內存的通信得到數據，計算當前時段的一個決策方案的發(fā)電量和目標適應值，并將結果返回到主內存中，從而達到了匯合。④當所有子線程執(zhí)行完成后，結束并行計算，回到主線程，回到主線程環(huán)境中。2改進遺傳算法應用遺傳算法是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和遺傳學機理的生物進化過程的計算模型，是一種通過模擬自然進化過程搜索最優(yōu)解的方法，

4、通過種群交叉變異進化尋優(yōu)的啟發(fā)式的搜索算法。在自適應遺傳算法尋優(yōu)過程中，用適應度函數評價每一代個體的優(yōu)劣，通過對整個參數空間編碼得到待處理種群，再對其檢測并選擇優(yōu)良個體進行隨機交叉得到下一代種群，新一代種群中優(yōu)良個體的性狀得以保留，同時適應度低的個體將被淘汰。改進的自適應遺傳算法分兩層，第一層采用無搜索策略的廣度搜索算法尋找種群的多樣性，通過外部存檔的方式儲存精英個體，增加種群多樣性，從而增強起初母體的魯棒性;第二層采用第一層外部存檔的初始種群，并嵌套廣度搜索的變異模塊，通過合理判定條件進入隨機變異，防止陷入局部最優(yōu)，并

5、采用自適應遺傳算法進行全局搜索。分層收斂算法具體設計步驟如下3實例應用三峽工程是治理開發(fā)長江的關鍵性工程，水庫正常蓄水位5m，防洪限制水位145m，枯期消落低水位155m，具有巨大的防洪、發(fā)電、航運和枯期向下游補水等綜合利用效益，三峽水庫防洪庫容221.5億m3，興利庫容165.0億m3，有巨大的調蓄能力。由于三峽水庫可進行年調節(jié)，而汛期基本保持汛限水位不變，所以對供水期進行優(yōu)化調度更加合理，即從開始蓄水到翌年的汛前進行優(yōu)化調度，采用旬為計算時段。以典型枯水年供水期作為研究對象，選取三峽壩址宜昌水文站的天然來水95%保證

6、率的72年的徑流系列作為研究依據。4結論基于動態(tài)規(guī)劃算法，嵌入并行計算模塊;在自適應遺傳算法基礎上，采用外部存檔的方式，提出了改進的分層遺傳算法，并將改進算法應用到三峽水庫實際調度中。實驗算例的應用情況表明，并行動態(tài)規(guī)劃算法相比于串行計算，提高了算法計算效率;與其它兩個算法相比較，分層遺傳算法提高了收斂速度并改善了調度效益，而長系列的計算結果進一步驗證了改進算法的有效性。改進的算法從不同的角度提高了求解速度并改善了求解質量，為水庫優(yōu)化調度問題的求解提供了一定的年度工作計劃格式(范文）一、為什么要寫工作計劃:　　1、計劃是

7、提高工作效率的有效手段　　工作有兩種形式：　　一、消極式的工作（救火式的工作：災難和錯誤已經發(fā)生后再趕快處理）　　二、積極式的工作（防火式的工作：預見災難和錯誤，提前計劃，消除錯誤）　　寫工作計劃實際上就是對我們自己工作的一次盤點，年度工作計劃格式:1、讓自己做到清清楚楚、明明白白，計劃是我們走向積極式工作的起點?！?、計劃能力是各級干部管理水平的體現　　個人的發(fā)展要講長遠的職業(yè)規(guī)劃，對于一個不斷發(fā)展壯大，人員不斷增加的企業(yè)和組織來說，計劃顯得尤為迫切。企業(yè)小的時候，還可以不用寫計劃。因為企業(yè)的問題并不多，溝通與協調起來

8、也比較簡單，只需要少數幾個領導人就把發(fā)現的問題解決了。但是企業(yè)大了，人員多了，部門多了，問題也多了，溝通也更困難了，領導精力這時也顯得有限。計劃的重要性就體現出來了?！　∮浀卯敃r，總經理在中高層干部的例會上問大家：“有誰了解就業(yè)部的工作”，現場頓時鴉雀無聲，沒有人回答。幾秒鐘后，才有位片區(qū)負責人舉起手來，然后又有一位