模擬退火算法水資源規(guī)劃問題分析_精編版

1、 精編范文 模擬退火算法水資源規(guī)劃問題分析溫馨提示：本文是筆者精心整理編制而成，有很強的的實用性和參考性，下載完成后可以直接編輯，并根據(jù)自己的需求進行修改套用。模擬退火算法水資源規(guī)劃問題分析 本文關(guān)鍵詞：退火, 水資源, 算法, 模擬, 規(guī)劃模擬退火算法水資源規(guī)劃問題分析 本文簡介：摘要：中國是目前世界上國土面積靠前的國家之一, 而地勢的不均衡故而導(dǎo)致了我們國家的水資源不均勻。東部沿海城市不缺水源, 然而在中國的西南片區(qū), 由于身居內(nèi)陸, 降水不足, 使人民的生活質(zhì)量大幅度降低, 故采用合適的方法解決西南地區(qū)的水資源不足的問題是我們國家當(dāng)前的重要問題。參考抗旱方案制定數(shù)學(xué)建模題目, 建立模擬退

2、火算法水資源規(guī)劃問題分析 本文內(nèi)容：摘要：中國是目前世界上國土面積靠前的國家之一, 而地勢的不均衡故而導(dǎo)致了我們國家的水資源不均勻。東部沿海城市不缺水源, 然而在中國的西南片區(qū), 由于身居內(nèi)陸, 降水不足, 使人民的生活質(zhì)量大幅度降低, 故采用合適的方法解決西南地區(qū)的水資源不足的問題是我們國家當(dāng)前的重要問題。參考抗旱方案制定數(shù)學(xué)建模題目, 建立隨機因子選擇模型, 為問題的求解提供一種新的解決思路。關(guān)鍵詞：隨機因子選擇；模擬退火；高斯逼近；遍歷迭代問題分析通過計算, 只打井或者鋪設(shè)管道均無法滿足村莊年內(nèi)的用數(shù)量需求, 所以我們對問題進行了簡化并且確定了限制條件, 采取既進行打井又鋪設(shè)管道的方案。

3、根據(jù)題目要求, 村莊只有前三年每年能夠得到萬的補助, 而管道從開工的完成總共需要三年的時間, 所以為了盡快獲得管道輸水, 管道的建設(shè)要從第一年開始建設(shè)才能夠降低成本。同時, 由于管道建設(shè)長度總長度不變?yōu)? 則可以把修管道所投入的錢看作定值, 根據(jù)每年村莊所得撥款為萬元, 所以前三年打井所花費的錢共計應(yīng)小于（）萬元, 最后兩年則只需要使年總費用小于萬元即可, 故我們根據(jù)以上條件建立了多因子回歸迭代分析模型。添加約束條件我們著手問題本身, 首先對問題要求進行簡化并確定限制條件, 題中要求年總成本最小且均滿足村莊的需求, 并且要前三年將輸水管道修好, 管道的長度為公里, 所以我們可以認為, 三年內(nèi)修

4、管道的錢將會是一個定值：（）其中為管道輸水量, 為打管道所需的費用。通過對題目的分析以及上述模型的準備, 我們在考慮修水井問題的時候可以暫且拋開管道費用問題, 只需要確定最優(yōu)的打井方案, 并保證五年總金額小于萬元, 且保證前三年內(nèi)打井費用均小于萬元, 剩余的錢用來維修管道即可。我們可以將模型簡化為只需考慮打井費用的問題。我們首先對口井未來年產(chǎn)水量情況進行一個預(yù)測, 即對未來幾年的產(chǎn)水量進行函數(shù)擬合, 接著, 我們對問題的模型進行了簡化并確定了相關(guān)約束條件, 我們在每年修管道的錢得以保證的前提下, 對村莊的打井費用進行一定的投資。既要滿足費用限制又要滿足村莊用水需求, 故根據(jù)這個條件我們建立了管

5、道水井錢數(shù)的多因子回歸迭代分析模型。模型的求解對于問題的求解, 我們結(jié)合模擬退火思想, 由于本題當(dāng)中計算量較小, 所以將問題的求解采用遍歷模式, 并結(jié)合隨機數(shù)的思想尋找全局最優(yōu)解。由上述可知, 我們假設(shè)第一年新打的井產(chǎn)水量為, 打井的費用為。通過隨機數(shù)的產(chǎn)生, 選擇要打幾號井, 如果打的井再加上已有口井的產(chǎn)水量仍不能滿足村莊的需求, 繼續(xù)產(chǎn)生隨機數(shù)去進行打井, 并且保證在產(chǎn)生的隨機數(shù)互不相同, 防止出現(xiàn)同時打一口井的情況產(chǎn)生, 直到滿足如下方程組：綜上所述, 最優(yōu)方案為：第一年打號、號、號、號、號井, 費用為萬元, 第二年打號井, 費用為萬元, 后三年均不打井, 此時可得管道設(shè)計容量為萬噸,

6、前兩年打井總費用為萬元, 維修管道費用萬元, 在前三年撥款萬的情況下完全符合費用的限制要求, 求出的最優(yōu)解為, 所以共需要投入萬元。結(jié)語本題以模擬退火的思想為切入點, 通過回歸迭代的方法, 將復(fù)雜的水資源分配問題簡化成了多因子遍歷的問題。在很多方面, 諸如資源分配等均可以采用多因子回歸迭代分析模型。另外, 我們探究的打井與鋪設(shè)管道根據(jù)上述方程組, 我們決定模擬退火算法的思想為基礎(chǔ)。我們將每年打井的位置以隨機數(shù)的方式生成, 直到滿足當(dāng)年村莊用水需求后。若已有的水井產(chǎn)水量無法滿足村莊下一年用水需求, 則繼續(xù)隨機打井, 直到滿足條件。當(dāng)三年后管道完成以后, 限制條件則變?yōu)榱怂a(chǎn)水量與管道輸水量總和

7、。將此種隨機數(shù)產(chǎn)生年打井順序以及數(shù)量的方法通過迭代方式來取得最優(yōu)解, 并且讓管道容量從到范圍內(nèi)遞增來計算全局最優(yōu)解, 由于所有打井方法總共約為萬多種, 所以隨機數(shù)迭代億次已基本排除無法得到全局最優(yōu)解的情況。根據(jù)題目中所給的可以打的個井的數(shù)據(jù), 故我們利用編程語言進行模型求解, 根據(jù)上述的條件約束, 利寫出了求解過程的程序算法。通過計算可以得到全局最優(yōu)結(jié)果為第一年打井為、號井, 第二年打第號井, 后三年不打井, 同時管道的設(shè)計容量為萬噸, 此時全局最優(yōu)解為, 由于保證投入費用為整數(shù), 則投入應(yīng)當(dāng)為萬元, 前三年打井費用總和小于（）, 則此時為最優(yōu)方案。的水資源問題所采用的方法, 還可以廣泛運用于其他設(shè)計中, 例如車輛調(diào)度或者外界對該模型產(chǎn)生某種影響的產(chǎn)品設(shè)計能夠起到很好的舉一反三作用。參考文獻水利部長江水利委員會西南水資源開發(fā)利用總體思路西部大開發(fā)與水資源座談會, 王正存, 張曉玲, 吳作君基于模擬退火蟻群算法的機器人路徑規(guī)劃科技風(fēng), , （）潘靈剛, 王正中, 劉計良基于多目標(biāo)規(guī)劃方法的水資源優(yōu)化調(diào)度人民黃河, , （）：程世輝, 盧翠英算法的時