智能优化在environment中的应用.ppt

环境问题 智能优化方法 CHHGA原理 CHHGA在水污染控制规划中的应用 CHHGA在污染源识别中的应用 CHHGA在洪水预报中的应用 基因型： 1000010101 求下列函数的最大值： 本例二进制编码长度取10位，编码过程实质上是将区间[0，255]内对应的实数值转化为一个二进制串。 SGA采用随机方法生成由若干个个体组成的初始种群。初始种群中个体的数量称为种群规模。 遗传算法对一个个体（解）的好坏用适应度函数值F来评价，适应度函数值越大，解的质量越好。适应度函数是遗传算法进化过程的驱动力，也是进行自然选择的标准，它的设计一般由目标函数来定。 选择操作的任务就是按某种方法从父代群体中选取一些个体，遗传到下一代群体。SGA中选择算子采用赌盘选择方法,个体i的适应度为Fi，则个体i被选中遗传到下一代群体的概率为： 所谓交叉运算，是指对两个相互配对的染色体依据交叉概率 Pc 按某种方式相互交换其部分基因，形成两个新的个体。 所谓变异运算，是指依据变异概率 Pm 将个体编码串中的某些基因值用其它基因值来替换，从而形成一个新的个体。 SGA中变异算子采用基本位变异算子。 M ： 种群规模 L : 编码长度 Pc ： 交叉概率 Pm ：变异概率 T ： 遗传运算终止进化代数 SGA求解步骤 鲁棒性 全局收敛性 并行性 收敛定理1 基本遗传算法收敛于最优解的概率小于1。 收敛定理2 保留最优个体的遗传算法收敛于最优解的概率为1。 几种编码遗传算法 二进制编码遗传算法需频繁的编码和解码，计算量大，但理论较完备。 格雷码编码遗传算法的主要优点是：便于提高遗传算法的局部有哪些信誉好的足球投注网站能力。 自然数编码遗传算法的主要优点是：较好解决某些组合优化问题。 实数编码遗传算法适合较大空间的遗传有哪些信誉好的足球投注网站，而且特别便于变量个数较多或其取值范围较广时采用，不受编码长度限制。 改进方式？？？ ———— 混沌模式有哪些信誉好的足球投注网站混合遗传算法 (Chaos Hooke-Jeeves Hybrid Genetic Algorithm，简称，CHHGA) CHHGA优化策略 CHHGA计算步骤 实数编码。 混沌映射的遍历性。 模式有哪些信誉好的足球投注网站法（Hooke-Jeeves，1961）的局部精细有哪些信誉好的足球投注网站性。 加速迭代。 Step1: 实数编码 Step2: 混沌初始父代个体的生成 Step3: 父代个体的适应能力评价 Step4：父代个体的选择 Step5：两点杂交 Step6：两点变异 Step7：模式有哪些信誉好的足球投注网站混合进化迭代 Step8：加速循环 SGA求解步骤 应用一 CHHGA在水污染控制规划中的应用 目标函数 约束条件 运行参数与结果 运行参数与结果 应用二CHHGA在污染源识别中的应用 CHHGA在水质模拟反问题中的应用 应用三 CHHGA在洪水预报中的应用 洪水预报 洪水预报 运行参数 计算结果：CHHGA率定的参数 方法比较 1997年7月实测值与模拟值比较 参考文献 杨晓华，等.《智能算法及其在资源环境系统建模中的应用》，北京：北京师范大学出版社，2005 杨晓华，等.《环境数学》，北京：北京师范大学出版社，2010 遗传算法网站 /gpanimatedtutorial.html / / 思考题 试述模式有哪些信誉好的足球投注网站法在CHHGA中的作用。 试述混沌映射在CHHGA中的作用。 对遗传算法改进的途径有哪些？ 试用遗传算法解决某一实际问题。 Thanks for your attention! DO——溶解氧，反映水体自净能力大小； BOD5——生化需氧量，反映水体中能被生物降解的有机需氧污染物质含量。 经济最优目标:即河流污染物综合治理费用最小。依据我国城市污水处理厂的投资费用函数，得到该城市水污染控制规划目标函数。 目标函数 式中: Ci为第河段i污染治理费用，万元； Qi为第河段i污染物(如BOD5)的排放流量； ηi为第河段i污染物去除效率, %； k1、k2、k3、k4分别为处理规模费用比例参数、处理规模和去除率费用比例参数、处理规模与处理工艺费用比例参数、去除率费用指数参数。这里 k1=200,k2=0.8,k3=1000,k4=2。 河流水质规划的目标是：BOD5浓度最高为5mg/l, DO浓度最低为6mg/l,根据所给河流各段的输入输出信息，利用S-P水质方程，可建立下列水质约束条件 式中：U为河流BOD稳态响应矩阵，V为河流DO稳态响应矩阵，M为BOD的常数向量，N为DO的常数向量，M0为BOD的约束向量，N0为DO的约束向量。 水质模拟对流-扩散方程