布点问题九篇

布点问题 篇1

关键词：整数规划,0-1规划,图论,孤立点

引言

数学模型 (Mathematical Model) 是用数学符号对一类实际问题或实际发生的现象的 (近似的) 描述。数学建模 (Mathematical Modeling) 则是获得该模型并对之求解、验证并得到结论的全过程。数学建模不仅是了解事物的基本规律, 而且从应用的观点来看更重要的是预测和控制所建模的系统行为的强有力的工具[1]。图论是运筹学的一个重要分支, 它是以图为研究对象, 图是由若干给定的点及连接两点的线所构成的图形, 这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系, 用点表示事物, 用连接两点间的线表示相应的两个事物之间具有的特定关系[2,3]。图论应用领域广泛, 随着科学技术的发展和计算机的出现与广泛的应用, 图论的理论得到了进一步的发展。特别是庞大的复杂系统工程和管理问题都可以转换成图的问题, 从而可以解决很多工程设计和管理决策中的最优化问题。在本文中, 我们引入下述两个案例:救护站的选址问题和消防站选址问题[4,5], 应用图论理论, 根据实际问题的要求, 在布点选址过程中不应该出现孤立点的结点, 可以得到更简单的解决思路和方法。

一、问题简述

问题1:救护站的选址问题

某市有8个行政区, 各区之间的救护车辆的行车时间 (单位:min) (如表1所示) 。市政府拟在市区内建立公共救护中心, 设计要求从各区到救护中心的行车路线都不超过10min。该市政府请你提供可行的设计方案:全市至少要建几个救护中心, 具体建立在哪个区?

问题2:消防站的选址问题

某城市的消防总部将全市划分为11个防火区, 现有4个消防站, 图1给出的是该城市防火区域和消防站的位置示意。其中 (1) , (2) , (3) , (4) 表示消防站, 1, 2, …, 11表示防火区域。根据历史的资料证实, 各消防站的可在事先规定允许的时间内对所负责的区域火灾予以扑灭, 图中虚线即表示各地区有那个消防站负责, 没有虚线连接的表示不负责。现在总部提出:能否减少消防站的数目, 仍能保证负责各地区的防火任务?如果可以的话, 应当关闭那个?

二、救护站选址问题的分析与解决

对于问题1, 我们通过各区之间的行车时间表数据建立各区之间的交通图, 在该图中, 我们过滤行车时间超过10分钟的数据, 得到下页图2:各区之间不超过10分钟的交通图。

由于设置公共救护中心的宗旨是各区都应该能够救护到, 且救护时间不超过10分钟, 因此如果我们建立去掉某个区域的子图, 子图中应该没有孤立点, 这样就可以判定该区域是否应该保留。通过对图2去掉区域1, 建立相应的子图, 我们可以发现区域1去掉后, 会有2、7两个区域形成孤立点, 因此1区域应该建立公共救护中心, 它解决了1、2、7区域的救护问题。而对3、4、5、6、8号区域进行分析, 可以发现8号区域只和6号区域连通, 去掉6号区域, 8号区域将成为孤立点, 而去掉其他各点都不会形成孤立点。因此分析可以得到:该问题最少要建立两个救护站, 分别在1、6号区域设立公共救护站, 就可以覆盖8个区域, 实现公共救护问题。

三、消防站问题的分析与解决

在这个问题中, (1) , (2) , (3) , (4) 四个消防站负责11个消防区域, 现在的问题是能否减少消防站的数目, 仍能保证各地区的防火任务?和上个问题的解决思路是一致的。如果我们建立去掉某个消防站的子图, 那么根据消防的宗旨, 应该在相应的子图中没有孤立点。当我们去掉 (1) 号消防站后, 可以发现3号区域成为孤立点;当我们去掉 (3) 号消防站后, 可以发现5号区域成为孤立点;当我们去掉 (4) 号消防站后, 可以发现10号区域成为孤立点。唯有在去掉 (2) 号消防站后, 没有孤立点的形成。因此 (2) 号消防站属于重复建设, 可以去掉, 并且对全市的消防安全没有影响。图3是去掉 (1) 号消防站, 3号区域变成孤立点的示意图。

四、归纳总结

如何在条件允许的范围内, 尽可能地找出一个“最好”的办法, 把需要的事情做好始终是运筹学的中心问题[5,6]。随着运筹学的分支越来越细密, 理论方法越来越完善, 研究领域越来越广泛, 运筹学的实际意义也越来越凸显[7,8]。从不同的方法在解决同一个问题的灵活性上, 我们可以看出运筹学中方法的多样性。也同时给我们提示:从不同的角度看问题、用不同的方法解决问题可能会使问题的解决得到事半功倍的效果。在本文中我们通过图论简单的理论, 解决了布点问题。但是尽管本文提供了一种思想, 但对于复杂情况下的布点情况没有进行进一步的分析, 没有给出进一步的系统理论。因此我们有待于进一步进行研究, 以期给出更好的结果。

参考文献

[1]叶其孝.数学建模教学活动与大学生教育改革[J].数学的实践与认识, 1997, (1) :192-196.

[2]姜启源, 谢金星, 叶俊.数学模型:第3版[M].北京:高等教育出版社, 2003.

[3]韩中庚, 郭晓丽, 杜剑平, 等.实用运筹学模型、方法与计算[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[4]刘鑫, 邓晓莉.0-1整数规划在消防特勤站选址上的应用[J].消防技术与产品信息, 2010, (6) :16-18.

[5]李卫国.线性规划中图解法的最优解问题[J].长春理工大学学报, 2010, (4) :178-179.

[6]单泠, 许亚丹.抓好数学建模教学, 激发学生创新思维[J], 中国高等教育:半月刊, 2001, (15-16) :54-55.

[7]胡云权, 郭耀煌.运筹学教程:第2版[M].北京:清华大学出版社, 2003.

布点问题 篇2

雷格斯中国区总裁梁贵基首先在发言中回顾了雷格斯在中国发展的历程与成就。接着,雷格斯亚太区首席执行官John Wright向与会者介绍了雷格斯在亚太地区的发展趋势与未来布局。

Mark Dixon专程抵沪出席庆典,并发表主题为“全球办公空间革命”的演讲,着重阐述了创办雷格斯的初衷、在中国取得的成就,以及他对办公空间以及灵活办公模式未来发展的前瞻性见解与分析。他说:“人们工作的方式正因各种各样的因素而迅速变化,这些因素包括全球化的影响、科学技术的进步、劳动力动态的改变。许多大型企业与机构越来越认可灵活办公,这种办公方式可以有效地利用这些变化,在降低投入资金与运营成本的同时,还可以巩固自己的实际生产收益。雷格斯的业务模式紧跟时代的步伐,甚至走在前沿,始终以客户的需求为首要,使办公模式转变为更灵活、更便捷的方式。”雷格斯的创立和成功是对敏锐的商业嗅觉和以客户需求为出发点的创新商业思维的深刻诠释,始终将前瞻性和创新性贯穿于业务发展之中,是雷格斯成为全球灵活办公空间场所提供的领导者,改变并掀起全球办公方式新浪潮的重要因素。

Dixon还指出,“中国政府鼓励大众创新和创业的政策激发了许多人,特别是年轻人的创业热潮,他们迫切需要一种灵活高效、低成本高服务质量的办公模式,强大的需求推动了灵活办公空间业务在中国显著增长。”除了创业企业和中小企业对办公空间的需求显著增加以外,大型企业与500强企业为了提高效率和利润最大化,也一直在寻找减少固定成本的方法。而雷格斯所倡导的灵活办公模式正好符合他们的发展需求。“中国灵活办公市场发展势头日益强劲且已经成为雷格斯全球办公网络中的重要一员,我们十分重视中国市场、兑现长期在华发展承诺的立场,也将继续扩展中国市场,为更多企业提供创新且完善的灵活办公服务。”

雷格斯拥有全球规模最大的办公网络,其网点已覆盖106个国家、900座城市及2,600个办公场所。自1995年雷格斯在北京燕莎中心开设中国及亚洲首家服务式办公中心,到今年9月在深圳中洲控股金融中心开设的第100家中心,经过二十年深耕中国市场,目前,雷格斯在中国拥有逾130个办公网点,覆盖近30个中心城市,足迹遍布北京、上海、广州、深圳、大连、青岛、长沙、珠海、厦门等城市,形成了覆盖全国主要城市的办公网络,在中国乃至世界灵活办公行业位居第一。随着中国灵活办公市场需求的不断增加,雷格斯的网点布局也在逐渐扩大,除一线城市以外,雷格斯在二、三线城市的布局也在稳步增长。近年入驻的城市有郑州、东莞、青岛、南昌、佛山、石家庄、昆明、南宁等,并计划将在海口、合肥、温州、太原、哈尔滨、长春、乌鲁木齐等城市开设中心。

布点问题 篇3

关键词：西部；电网；UPFC最优布

中图分类号：TM934.21 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 16-0009-01

一、最优布点研究的意义

现如今国内外的研究专注于对UPFC元件的模型进行数字仿真和控制性能的分析，而很少涉及UPFC元件的规划问题。UPFC在现代电力系统中是调和节潮流和电压的有效手段，这种强大功能的FACTS装置正逐渐受到广泛的重视和研究。UPFC的安装地点问题在实际项目执行阶段显得尤为突出。

离散粒子群优化(discrete particle swarm optimization，DPSO)算法是一种具有普遍适应性的随机全局优化方法，可克服解析性方法的缺点。

二、粒子群优化算法（PSO）综述

粒子群优化(PSO)最初是处理连续优化问题的，目前其应用已扩展到组合优化问题。由于其有效、简易的特点，PSO得到了众多学者的重视和研究。

粒子群优化算法是基于群体的演化算法，其思想来源于人工生命和演化计算理论。PSO的优势在于算法的简洁性，易于实现，没有梯度信息，且不需要很多参数需要调整。PSO是非线性组合优化问题、连续优化问题和混合整数非线性优化问题的有效优化工具。目前已经广泛应用于函数优化、神经网络训练、模糊系统控制以及其他遗传算法的应用领域。PSO最初应用到神经网络训练上，在随后的应用中，PSO又可以用来确定神经网络的结构。

三、内蒙古西部电网预想UPFC布点

随着世界经济的迅速发展，电力与人类发展的关系越来越密切，成为社会发展的动力。而电力系统稳定问题一直是电力工作者研究的核心，它关系到电力系统能否安全、可靠地供电，是限制电力系统输电能力的重要因素。

近二十年来，电力系统进入大机组、高电压、大电网时代，并且随着全球经济的不断发展，电网的大规模互联成为全世界电力系统发展的必然趋势。我国为了实现能源资源优化配置，也正在六大区域电网的基础上展开全国联网工作。预计到2020年，我国电网将会发展成为超过9亿千瓦装机容量、约二十余条高压直流线路，西电东送容量超过1亿千瓦的超大规模互联电网。

在经济飞速发展和电力供应短缺、供电形势日益严峻的情况下，跨区域互联的电力网络一方面实现了较大范围内的资源优化，促进了电力市场的发展，但另一方面，交直流混合输电、特高压输电、灵活交流输电系统、直流背靠背联网和超临界大机组等新技术的应用使其动态行为更加复杂，且经常运行在稳定极限边缘，安全稳定裕度逐渐减小，事故后的严重程度明显增加，甚至导致局部故障迅速传播到整个网络。我国也发生过停电事故，如海南“9.26”大停电，河南“7.01”大停电等等。

通过对现有联网系统和规划电网的研究，我国互联电网也面临一些特殊的稳定问题：

（1）全国广大地区形成三级大电网共用500kV网架(除西北)，这种平面型电网结构薄弱，电网动态稳定问题突出，动态特性复杂。交流同步电网大多是远距离、弱联系，在大扰动下易造成互联系统的动态不稳定，功率振荡特征更加复杂。

（2）电网互联使得局部输电断面输送能力发生变化。

（3）随着三峡等直流输电工程的投入，广东电网和华东电网形成直流多落点局面。当多回直流输电集中落于同一密集受端系统时，多次换相失败的可能性增加，易造成连锁反应而引发严重的受端系统安全稳定问题。

（4）我国经济的发展和人民生活水平的提高引起了持续用电紧张，加重了系统安全稳定的严峻形势。

从上面所述，可以看出我国的电力系统稳定情况不容乐观，特别是在严重的故障情况下缺乏足够的控制措施。大面积停电或局部电网瓦解事故仍偶有发生。

在供电工业中，完善电力网的电力传输能力是一项倍受关注的问题。由于功率控制能力的不变性，可能会引起在重要线路中功率通量的聚积。提升现有传输线或增强它们的功率控制能力是完成其极限负荷设计和珍贵通行权的常用实践手段。灵活交流输电系统是建立在基础概念上的一种有前途的方法，用来避免有效功率通量顶端（bottlenecks）受阻，同时扩大现有电网的负荷能力。自从UPFC能够同时或者有选择性的控制沿着线路的有功功率和无功功率，并且能够控制电路接头的电压后（terminal voltage），UPFC就成为FACTS家族中对于潮流控制的一项有希望、有前途的设备。

内蒙古西部电网（网络接线图附后）目前的运行状况非常复杂，除了担负着重工业、轻工业和居民生活用电，还要向北京输送大约40%的电力，这部分电力主要由达旗电厂、丰镇电厂和丰泰电厂三个电源点供应。此外，大量风电上网对系统的稳定性提出了严峻的挑战。因此，如果在系统内加入UPFC，除了可以调节系统的潮流，还可以改善系统的稳定性

内蒙古西部电网可以模拟成24个电源点，65条母线的电力系统模型（即24机65节点模型）。如果在电网中加入5台100MVA容量的UPFC，就可以有效的调节系统的潮流，并且可以稳定安装侧的电压。具体安装位置为：土右变至呼和浩特东郊变（土右变侧）、昭庙变至沙河变（昭庙变侧）、临河变至棋盘井变（临河变侧），薛家湾变至苗衫营变（薛家湾变侧），昆河变至麻池变（昆河侧）。

四、总结

柔性交流输电系统（FACTS）是电力电子技术在电力系统中应用的一个重要方面，而统一潮流控制器（UPFC）则是柔性交流输电系统中最复杂也是最有吸引力的一种补偿器，它既可以作为并联补偿、串联补偿或移相器使用，也可将三种功能结合起来，具有良好的潮流控制功能，因而受到了各界的高度重视。如何在潮流计算中计入UPFC的影响是目前必须要解决的问题。采用交替求解法计算计及UPFC的系统潮流，可以最大限度地与常规状态估计算法相结合，并使对UPFC控制变量的求解独立成块；主迭代过程完全保留了传统潮流计算的迭代形式和雅可比矩阵的特点，不需要修改节点导纳矩阵，易于与原有的潮流算法相结合。其缺点是UPFC的控制变量值只在子迭代中被修正，在主迭代中控制变量值保持子迭代中修正后的给定值不变，两次迭代过程使得收敛性变差。在实际项目执行阶段，UPFC的安装地点问题显得尤为重要。针对内蒙古西部电网的实际运行特点，给出了内蒙古西部电网预想的UPFC优化布点位置。

[作者简介]马明，男，内蒙古包头市人，毕业于天津大学，电气工程领域工程硕士，工程师，现从事继电保护工作。

浅谈可视化互动抢修布点分布 篇4

为全面贯彻落实国网公司决策部署,主动适应电力体制改革新形势和“互联网+”智慧能源发展新要求,北京市电力公司以客户需求为导向、以市场化发展为方向、以服务创新为引领,基于“互联网+”思维,针对当前传统电力报修服务中存在的问题,进一步创新管理模式,构建基于“互联网+”的新型电力报修服务体系。针对抢修到场时长、低压居民客户密集度分布、地区道路交通拥堵状况、历史抢修数据等进行综合分析测算。合理划分供电区域及抢修布点分布,最大限度缩短到场抢修时间,提高抢修效率,提升公司整体优质服务水平。

低压故障现状分析

低压故障统计

2015年现场处理各类报修及服务申请工作量为43019笔,故障到场时长2015年为41 min,故障处理平均时长为15min。共计处理低压类故障3587起,表计类故障3520起,协助处理用户内部故障21593起。

低压故障深度分析

低压故障分布如图1所示,从故障密集分布图看,丰台地区主要用户报修工单出现在方庄、南苑、马家堡、六里桥、右安门等居民覆盖密集地区。

抢修工作人员分析

原有低压居民抢修、计量采集运维、低压线路巡视、检修业务分布在不同专业,且工作单一。在抢修过程中具有工作节点多、链条长、抢修效率低下等特点,不利于各类低压抢修工作的正常开展。现将供电所现有抢修人员、产业公司维护人员、运检部原线路专业抢修人员依据机构调整方案进行整合,成立低压营配抢修一体化抢修运维班组,将供电所运行班由原来的一个工作组扩充为四个工作组,分别为24h抢修组、日常抢修组、日常采集检修组和低压线路抢修组。可以充分发挥集中抢修、分布管理的优势。提高了抢修效率、提升了优质服务水平。

低压抢修布点划分

选点原则

1. 尽量不跨越拥堵路段,即不跨越“两环两高一横”。两环是指三环路和四环路,两高是指京开高速和京石告诉,一横是指“大井西桥”-“丰北桥”-“丽泽桥”-“菜户营桥”这一线。

2.在差别不显著的情况下,尽量利用已有供电所而不是另立新点,以提高经济性和可维护性。

3.对于拥堵区域(四环以内),考虑以电动自行车作为拥堵时的首选交通工具。

4.对于非拥堵区域,考虑以机动车作为首选交通工具。

提升工作原则

1)工作职责更加清晰。通过对人员、岗位、权限在系统中进行科学配置,实现了采集运维的业务范畴划分约束,使工作职责更加清晰。对工单的实时记录及跟踪,使采集故障得到有效监管,解决了职责不明确、监督不直接、管理不精细等问题。

2)作业流程更加优化。通过主站系统与APP的双向交互,工单流转节点由7个减少为3个,以工单为核心,工作积分、工单数等绩效指标在主站系统自动记录并实时更新,使运维内勤人员、采集运维班管理专责的绩效统计流程大幅简化,提高了绩效管理效率。

3)管理制度更加完善。系统数据真实记录工作流相关数据,为制定、完善相关管理制度提供了直接依据。通过对工作流的大数据分析,挖掘业务管理的内在规律,通过制度完善使管理水平得到有效提升。

4)作业标准更加规范。用电子化作业指导体系对实际工作进行全面描述,对故障处理进行全程示范,有效缩短新进抢修人员的培训周期。作业指导卡与处理措施智能匹配,实现作业标准体系与实际工作的紧密结合。

5)绩效考核更加透明。用积分制对工作的难度、强度进行客观评估并赋分量化,形成绩效考核的重要基础。工作积分实时更新,手机端实时查询,使绩效管理透明化、可视化,提升抢修人员的工作积极性与主动性。抢修运维队伍工作绩效的实时统计,又为业务委托精细化管理提供了基础数据和管理手段。

布点情况说明

根据对丰台地区交通状况数据的分析,本地区主要拥堵路段为“两环两高一横”。两环是指三环路和四环路,两高是指京开高速和京石告诉,一横是指“大井西桥”-“丰北桥”-“丽泽桥”-“菜户营桥”这一线。

设定丰台区域面积为S,划分区域面积为Sn抢修半径为r,则S=∑Sn=∑πr2;

设实际到场时间为t,交通工具平均时速为V,交通拥堵指数为Pti,理想时间为wt,多余时间为ot。

按照以上公式,结合丰台地区事故多发点情况,将丰台地区分为12个事故中心点,按照中心点所处位置的交通拥堵系数,合理考虑驻点使用的交通设施(电动自行车汽车),进行逐个合理测算,得出重新划分的抢修布点方案。

1.新增点有三个。

新增点A:三环外四环内区域的西南角部分中间,丰益桥南附近。

新增点B:四环西侧,京石高速北侧,梅市口附近。

新增点C:云岗地区西北侧,沙锅村北桥附近。

2. 花乡供电所与科技园供电所地理位置非常接近,且附近无严重拥堵路段,因此考虑不设抢修点。

3. 电动自行车的时速按照15km/h考虑,则20min可行驶里程为5km。考虑道路的弯曲及其他因素,保守估计抢修点所覆盖范围为2.5km半径。

4. 机动车的时速按照30km/h考虑,则20min可行驶里程为10km。考虑道路的弯曲及其他因素,保守估计抢修点所覆盖范围为5.5km半径。

结束语

1.“互联网+”电力报修服务工作开展以来,实现了营销业务“做强供电所加强职能管理”的优化整合,为进一步提高区域供电服务能力提供了强有力的组织支撑和持续发展动力。特别重要的是,一体化抢修布点的分布,使北京市电力公司抢修业务的合理、高效开展。抢修人员抢修服务理念上发生深刻的变化。不仅缩短了抢修链条、提高了抢修效率同时人员业务技能都大幅提高。

2.不断拓展系统功能,实现全业务“互联网+”改造,对目前95598抢修、采集运维、低压运行检修三类业务的系统应用继续优化,确保系统好用实用、高效便捷。在此基础上,继续进一步加快大客户、电e暖等APP的开发,实现针对高压客户的业扩报装、用电安全服务、电量电费查询的手机业务办理,实现针对北京地区“煤改电”用户专享的手机APP,建成移动在线、智能互动的“互联网+电力营销服务”平台,实现营销线下业务到线上服务的全面转变,使管理无距离、时间无滞延、信息无壁垒、协调无障碍,提升客户服务体验,减轻一线员工负担,降低营销运营成本,提高营销工作绩效。

布点问题 篇5

以保障供应、成本优化为目标,对基建类、运维类和办公用品三大类物资实行差异化供应保障策略。其中,对于供应量大、时限性强的基建类物资,以需求计划为依据,采用供应商直送到现场的交货方式;对于收发频率较高的办公用品类物资,采用“超市化采购”模式,组织供应商直接将物资配送至办公桌;而对于领用频繁、需求随机的运维类物资,则需维持一定数量的仓库,建立需求响应的配送调度机制[1,2,3,4]。

电网公司运维物资仓库属于仓储网络的物流节点部分,仓库布局的合理与否,将会直接影响到仓储系统的服务水平、电力物资管理中存在仓库归属分散的问题,缺乏统一管理、协调调度,因而造成物资流通不畅、重复采购[5]。针对现有电力仓储系统布局问题和配送管理要求,建立双层选址模型并通过启发式中心聚类算法进行求解[6],该模型也被用于“一级仓+急救包”的省级物流网络分级管理模式[7]。以降低电力物资仓储和配送成本为目标,通过构建CFLP模型选择合适的仓库作为配送中心[8],随后又针对电力物资集约化管理和物资配送的时效性要求,利用集合覆盖模型进行电力物资周转库布局优化[9]。利用Flexsim软件构建电力物资仓储配送体系的仿真模型[10],通过线性规划方法建模,并利用Lingo软件对仓储配送网络进行优化及求解[11]。

物流节点的布局选址问题多属于非凸、非光滑且带有复杂约束的NP-Hard问题,因而相较于传统的运筹学方法,智能算法更有利于模型求解,本文通过免疫优化算法来解决省级电网物资仓库网络布局优化问题。

1 电网物资仓库节点规划

1.1 仓库节点规划目标

1)保障供应:以服务水平可用最大配送距离加以约束,决定了仓库的最少数量以及库与库间的最大距离。

2)降低成本:在保证供应前提下,尽量与集约化管理模式相一致,采用“大仓储、大配送”的运作策略,降低成本、增加效益。集中大规模仓储与分散小规模仓储相比,可以提高作业效率、减少仓库费用(包括建设费用、管理费用、库存积压等)。通常电网物资的存储成本远高于配送成本,且集中存储有利于统一协调和调度。因此,在一定的服务水平下,应尽量减少仓库数量,降低仓储系统总成本,包括存储成本和配送成本。

1.2 电网物资仓库布局规划原则

1)适应性原则。仓库与需求分布相适应,与电网企业发展方向相适应。

2)协调性原则。以仓储网络为系统协调各仓库节点,使整体目标最优。

3)经济型原则。在保证供应前提下,以总成本最小为目标进行布局规划。

2 电网仓库布点优化方向

按电网企业物资集约化管理的思路,以省公司为单位,整合并优化仓库网络布局,以期逐步形成“中心库信息集成、区域库集中储备、周转库分级配送”的三级仓储配送体系,减少仓库数量和闲置物资储备量,提高库容利用率。电网企业运维物资的仓库网络结构如图1所示。

总公司中心库将各省公司物资库存信息存储于虚拟仓库,省公司中心库负责省内物资库存信息的存储,虚拟仓库的作用在于实现库存信息共享、统一管理及合理调度;省级、地市区域库负责物资的集中储备,并向各周转库进行物资配送;地市、县级周转库负责运维物资至需求点的二次配送。中心库为虚拟仓库,存储信息而非实物;区域库为实物储备型仓库;周转库为实物流通型仓库。

3 电网物资仓库网络布局优化模型

本文对电网物资仓库网络布局优化模型做如下设定:

1)区域库和周转库均在原有仓库网络中选定,不新建仓库;根据实际需求,对最终确定的仓库可进行扩、改建,其费用暂不考虑。

2)每个需求点有且仅有一个上级仓库对其配送物资,暂不考虑同级仓库间的物资调拨情况。

3)区域库选址时,不考虑供应商对其发生的送货费用;周转库选址时,不考虑区域库对其发生的配送成本。

基于以上假设,在保障供应水平即采用最大配送距离约束L的条件下,从n个需求点中找出尽可能少的仓库节点以降低仓储费用,并以最低配送成本实现需求点的全覆盖,建立电网运维物资仓库的布局优化模型如下所示:

目标函数为:

约束条件为:

其中,目标函数(1)表示各备选库到其覆盖需求点的总配送费用最小;

n既表示需求点的数目,也表示备选仓库的数目,即所有需求点均为备选库;(注:在区域库选址中,需求点表示所有原仓储网点;在周转库选址中,需求点表示其所在的区域覆盖范围内的所有原仓储网点,即需求点是相对的)

γ表示计算调整系数,代表统一运费率;

ωi表示第i个需求点的物资需求量;

dij表示需求点i与备选库j的之间的距离;

yij表示第i个需求点是否由第j个备选库进行配送,1为是,0为否;

xj表示第j个备选库是否被选中,1为是,0为否;

L表示最大配送距离约束,根据配送响应性要求设定;

式(2)表示最终确定的仓库数目为m,m取满足L约束下的最小数;

式(3)表示每个需求点i都有且只有一个备选库j对其进行物资配送;

式(4)表示要求需求点i到备选库j的距离不大于最大配送距离约束L;

式(5)表示xj和yij是0-1变量。

4 基于免疫优化算法的模型求解

4.1 免疫算法的基本思想

生物免疫系统是一个高度进化的生物系统,旨在区分外部有害抗原和自身组织,从而保持机体的稳定,具有产生抗体、自我调节和免疫记忆等特征。人工免疫算法是受生物免疫系统启发而兴起的一种智能算法,通过学习外界物质的自然防御机理,提供噪声忍耐、无教师学习、自组织、记忆等进化机理,利用免疫系统的产生和维持机制来保持群体的多样性,克服了一般寻优过程特别是多峰函数寻优过程中难以处理的“早熟”问题,最终求得全局最优解。

免疫算法对自然免疫系统中的生物学术语赋予了新的含义。在基于免疫算法的电网运维物资仓库布局优化模型中,抗原表示模型的目标函数及约束,是免疫算法的始动因子和重要度量标准;抗体表示模型中的备选库,即备选区域库和备选周转库;抗体---抗原亲和力表示选址策略对应的目标函数值;抗体---抗体亲和度表示模型中各备选库之间的欧式距离;记忆单元是由特定抗体组成的抗体群,用于保持种群多样性及最优解;克隆是结合选择、扩展、交叉、变异的综合算子。

4.2 免疫算法的流程

免疫算法流程如图2所示,具体求解步骤如下:

1)识别抗原。分析问题并建立模型,选择合适的目标函数、约束条件。

2)产生初始抗体群。随机产生N个个体,并从记忆库中提取m个个体,构成初始抗体群。

3)计算抗体适应度。以个体期望繁殖率P为标准,对各抗体进行评价。

4)产生记忆细胞。以P为标准对抗体群降序排列,取前N个个体构成父代群体,取前m个个体存入记忆库。

5)判断是否满足终止条件。是则结束,输出结果;反之继续下一步操作。

6)产生新抗体群。对抗体群进行选择、交叉、变异操作,再从记忆库中取出记忆的个体,构成新一代抗体群。

7)转去执行步骤3。

5 实例分析

某省级电网公司的仓储网络系统分散,其5个地级市营业区域共包括45个县(区、市)级仓库网点,各自为政、信息不畅,不利于物资的统一调配和集约化管理。现以电网公司“中心库信息集成,区域库集中储备,周转库分级配送”的三级仓储配送体系为依托,对该省电力物资仓库布局情况进行优化。原仓库布局网点如图3所示,各仓库经过规范化处理后的需求量数值见表1。

在MATLAB中利用免疫优化算法进行求解。首先,以最大配送距离L=300km为约束,得到3个区域库的分布情况如图4所示,免疫算法收敛曲线见图5。

考虑到各地级市物资仓库的统一管理,以实现区域库覆盖某地级市全部需求点为最优准则,对图4中的区域库覆盖范围进行略微调整,如图6所示。

图6表明,对地级市1(区域1)和地级市5(区域2)分别设立1个区域库,地级市2、3、4(区域3)的原仓库网点布局比较紧凑,因而只设立1个区域库。3个区域库负责其覆盖范围内需求物资的集中储备,并向区域内周转库进行配送。

考虑到电网物资的配送响应性要求,分别对3个区域再次进行周转库布局选址优化。取最大配送距离L=100 km,利用免疫优化算法进行二次求解。由于地级市5(区域2)以现有的区域库对各需求点进行配送已经能够满足100 km的距离约束,因而不再设置周转库。区域1和区域3的周转库分布情况及配送路径规划分别如图7、图8所示。

将模型求解结果中的区域库、周转库分布情况进行汇总,得到该省级电网公司的仓库布局优化方案如图9所示,相应的配送路径如图10所示。其中,区域1、区域3中的粗线代表区域库至周转库的一级配送,细线代表周转库至需求点的二级配送,区域2中的区域库即为周转库,无二级物资配送模式。

此外,在实际操作过程中,还应考虑一些现实因素,包括地理位置、交通状况、市政规划、库容库量、应急条件等,结合实际需求对理论结果进行适当调整,最终确定优选方案。

6 结束语

本文依据电网物资集约化管理的要求,针对省级电网公司仓储网点分散的现状,对运维物资仓库布局优化策略进行研究。文章以总成本最小为目标函数,引入最大配送距离约束,构建省级电网运维物资的仓库布局优化模型,利用免疫优化算法进行求解,得到区域库、周转库的最优选址结果及相应的配送路径,对实际运作中的仓库选址问题、配送优化问题,具有一定的理论指导意义。

本文主要研究一级、二级仓库选址问题,配送路径是选址确定后的附带产物,对实际配送的一些影响因素并未在模型中加以考虑。然而,随着物资集约化管理的不断完善,仓库数量将会继续减少,快速响应的配送服务将成为仓储网络高效运作的支撑。因而,有待于对电网物资集约化管理下的配送路径优化问题进一步深入研究。

参考文献

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[10]段雪松.张家口供电公司仓储配送网络规划优化研究[D].华北电力大学,2014.

布点问题 篇6

1 监测点选取优化基本思路

边坡变形监测点选取优化的基本思路是从边坡稳定性出发, 通过数值分析确定边坡潜在的破坏部位, 形成初步布点方案;在此基础上利用敏感度模糊分析方法, 从对外界干扰因素的响应角度来进一步明确布点的准确位置, 实现对布点方案的初步优化;最后从监测点位移与边坡整体变形趋势的一致性角度, 利用灰色关联分析方法来减少监测布点的数量, 形成最终优化布点方案。边坡变形监测点位优化流程见第77 页图1。

2 监测点选取优化方法

2.1 敏感度分析

由于敏感度大小是一个相对的模糊概念, 笔者引入模糊数学理论[6,7,8], 通过模糊运算来评判系统对各个敏感度等级的隶属性。

敏感度模糊分析的基本思路是借助有限元软件将边坡进行单元划分, 通过分析单元节点的敏感性来判断整体边坡不同区域的敏感性, 并根据区域的敏感性等级来布设相应密度的监测点。这一思路主要包含4 个步骤:一是边坡单元化处理。根据分析精度需要, 对边坡模型进行单元划分, 并借助数值分析软件计算单元在外界因素作用前后特征变量的变化值;二是模糊综合评判。该过程主要是通过选取敏感度分布函数, 构造模糊矩阵, 进行模糊运算实现;三是敏感区域划分。根据模糊综合评判的结果, 对隶属于各个敏感性等级的单元进行归类处理, 形成不同的敏感度区域;四是设置变形监测点。根据敏感度等级在各个敏感区域设置相应密度的变形监测点, 实现监测点的优化布设。

2.2 灰色关联分析

鉴于边坡变形与安全系数在衡量边坡稳定性方面存在高度的一致性, 文中把监测点的位移变化与强度折减系数之间的灰色关联度作为判断监测点设置的是否合理的依据, 以实现布点方案点位数量的优化。

1) 设置参考序列和比较序列。这即是组建灰色关联分析模型的过程。分析比较对象特征变量的变化规律, 组建两组特征变量变化序列, 一组为参考序列, 用x0表示, 另一组为比较序列, 用xi (t) 表示。

2) 关联度计算[9,10]。根据建立的灰色关联分析模型, 计算对比序列之间的关联系数与关联度。由关联度分析模型可知, 参考序列与比较序列之间的关联度

式中:Δ =| x0 (t) -xi (t) | 表示序列之间极差, minΔ表示序列间的最小极差, maxΔ 表示序列间最大极差;ρ 为分辨系数, ρ∈[0, +∞) ;i∈ (1, 2, 3, …, n) , t∈ (1, 2, 3, …, m) 。

3) 监测点筛选。根据灰色关联度值的大小, 对拟布设的监测点进行筛选, 实现布点方案点位数量的优化。

3 工程边坡变形案例研究

文中以内蒙古元宝山露天矿的北帮边坡为例, 对工程边坡变形监测点的优化设置方法展开研究。

3.1 基于数值模拟的边坡点位选取

考虑到水是影响露天采场边坡稳定性的主要因素[11,12,13], 因此结合元宝山露天矿北帮边坡的实际情况, 利用ANSYS软件构建边坡模型来模拟边坡在饱和水作用下的变形过程。该次建立的模型长600 m, 高420 m, 包含2 个大平台 (1130 平台、1250 平台) 和若干小平台, 见图2。

根据建立的模型, 计算元宝山露天矿北帮边坡在饱和水状态下的变形分布情况, 见第78 页图3。第78 页图3-a中边坡水平位移变化主要集中在边坡的中下部;第78 页图3-b中, 边坡的塑性变形主要集中在边坡中下部以及1250 平台以上的两级平台上。很明显, 这些水平变形量大、塑性变形集中的区域即是边坡可能发生破坏的区域。最后, 结合滑坡监测点设置的原则与行业规范[14], 确定监测布点区域应该主要位于边坡的中下部区域以及1250平台以上两级平台。

但是也应该看到, 通过该方法得到的结果只从宏观上确定主要的监测布点区域, 存在着布点区域大、布点数量多等问题, 不能保证设置的监测点能够及时、准确地响应边坡在水因素作用下产生的变形, 有待进一步优化处理。

3.2 敏感度模糊分析优化

为了克服数值分析布点方案存在的不足, 利用敏感度模糊综合分析方法, 分析初步布点方案中各单元节点的敏感性, 判断它们对边坡变形响应的敏感程度, 从而对初步方案进一步优化。在这里, 把边坡的水平位移变化量作为衡量边坡敏感性的特征变量, 将边坡对饱和水影响的敏感性分成5 个等级, 相应地边坡也被分成5 个敏感区域。通过敏感性模糊分析确定边坡不同部位的敏感等级, 实现敏感性区域的划分, 见图4-a。最后, 根据敏感区域的面积和内部平台的数量, 在划分的各个等级敏感性区域中设置相应密度的监测点, 形成初步优化的布点方案, 见图4-b。在边坡上共设置16 个监测点, 具体分布如下:在A1 区域未布设监测点;在A2 区域设置了4 个监测点D1, D2, D15, D16;在A3 区域设置了3 个监测点D3, D4, D14;在A4 区域设置了6 个监测点D5, D6, D7, D8, D9, D10;在A5 区域设置了3 个监测点D11, D12, D13。

从图4 中可以看出, 经过准确度优化的布点方案中设置的变形监测点数量依然偏多, 且存在同一敏感区域多次重复布设监测点的问题, 这显然不符合成本和效益平衡的原则, 故有必要对监测点进行甄选、取舍, 进一步优化布点方案。

3.3 灰色关联分析优化

布点方案的数量优化过程即是利用灰色关联分析对监测点进行择优、筛选的过程。首先通过强度折减、模拟计算得到拟布设的监测点在不同强度折减系数下的位移值, 并以此来组建灰色关联分析的关系序列, 然后借助数据分析软件, 计算监测点水平位移与强度折减系数之间的灰色关联度值, 计算结果见表1。

从表1 中可知, D3, D4, D5, D6, D9, D13和D15 监测点的水平位移与强度折减系数之间的灰色关联度值均大于等于0.72, 说明这些点的位移变化与边坡的整体的变化规律十分相似, 基本属于同步变化的, 因而这7 个点是比较理想的边坡监测点;余下监测点的位移与强度折减系数之间的关联度相对较小, 说明这些点的位移变化规律与边坡变形趋势相似度不高, 存在较大的波动性, 因而这样的监测点位对边坡变形趋势的代表性是不充足的, 故不太适合作为边坡变形监测点。另外考虑到监测的成本因素, 每一级边坡平台至多设置1 个变形监测点, 所以舍弃了D4 和D5 监测点。经过二次优化, 最终选择的变形监测点为D3, D6, D9, D13, D15。

4 结束语

1) 从提高监测网有效性的角度出发, 考虑到边坡不同部位变形对外部因素响应的差异性, 提出了敏感度模糊分析的优化方法, 准确地划分了边坡变形敏感区, 并以此优化初始布点方案。

2) 从降低监测点数量角度出发, 提出了灰色关联分析的优化方法, 分析强度折减系数与拟布设监测点位移之间关联程度, 减少冗余监测点, 合理地控制了后期监测的成本支出。

布点问题 篇7

(摘自新浪新闻网)

河南超过80%的建材企业收入下降

据统计数据显示, 2013年1~3月, 从价格环比来看, 河南省水泥制造业、玻璃及玻璃制品制造业、铝型材业的产品价格持续下跌。同时, 河南省的建材企业也不同程度地出现了开工率不高、库存增加、盈利水平下降、资金流转困难等问题。

虽然建材企业已压低了产量, 但由于市场的需求不旺, 部分建材企业的库存量仍较大。在接受调研的建材企业中, 2013年1~3月, 有58.6%的企业库存环比增加, 有69%的企业库存同比增加。

同时, 存货增加势必占用企业流动资金。2013年1~3月在接受调研的29家建材企业中, 有37.9%的企业流动资金环比下降, 有51.7%的企业流动资金同比下降。

分析认为, 导致建材企业流动资金紧张的原因有很多, 存货增加是其中的一方面, 企业之间相互拖欠货款则是另一个重要原因。郑州一公司相关人士表示, 由于房地产企业欠账太多, 造成公司的资金周转困难, 2013年1~3月的流动资金环比下降30%。需求不旺、库存增加, 就得想办法“去库存”, 于是, 为了生存, 建材企业只好不断压低价格, 抢夺市场份额。

统计数据显示, 2013年1~3月, 河南建材行业产品出厂价格以降为主。2013年1~3月, 从价格环比上来看, 水泥制造业分别下降1.4%、0.9%和0.8%, 玻璃及玻璃制品制造业分别下降0.6%和0.6%, 铝型材分别下降0.2%、0.8%和0.9%。

(摘自搜房网)

我国应该大力发展和推广建筑节能技术

我国是能耗大国, 建筑能耗在总能耗中又占有较大比重, 约为30%左右。由于建筑材料、施工技术、生产方式等方面的限制, 国内建筑能耗一直偏高。据有关部门测算, 我国居住建筑每年单位建筑面积能耗量为发达国家的2~3倍。建筑节能技术不仅是衡量国家建筑科技水平的重要标志, 也对节约资源、保护环境, 实施可持续发展战略产生重大作用, 必须引起高度重视。我国应该大力发展和推广建筑节能技术。随着建筑节能的技术进步, 新材料、新技术、新工艺不断涌现, 各地可根据各自的气候条件、材料资源、技术成熟程度以及对建筑节能的要求, 选择推广适应本地需要的、行之有效的建筑节能技术。如:外墙内保温技术、空心砖墙及复合墙体技术、节能窗的保温隔热和密封技术, 以及太阳能、地热等可再生能源应用技术等。同时, 要加大对新型管材系统和节水节电设施的应用。如用化工合成管材替代传统的铸铁管材, 全面推广节水水箱、便器和延时感应冲洗阀等节水设施, 配置中水回用系统, 广泛采用节能灯具、声光控开关等高效节电设施。还应充分利用自然条件减少建筑物能耗, 如在设计中合理确定建筑平面和朝向, 重视屋檐、挑檐、遮阳板、百叶窗等构造措施, 使建筑能得到充足光照, 又起到调节日照、节省能源的作用。

其次, 应加强节能技术和产品的研究开发。可针对建筑节能技术中存在的薄弱环节, 特别是能耗大, 对环境影响明显的一些难点问题, 以及节能投资较少而效果显著的项目, 将其作为研究开发的重点, 给予政策扶持和资金投入, 并将科研、设计、施工单位联合起来, 集中力量协同攻关。对于应用价值高、市场前景好, 改善环境有重大价值, 以及占领科技制高点的关键技术和节能产品, 通过开展多学科的综合研究和国际间合作交流, 力求取得重大突破。

布点问题 篇8

1 基于MATLAB地表水环境系统模拟模型简介

MATLAB诞生于20世纪70年代, 它的编写者是Cleve Moler博士和他的同事。当时, 他们利用Fortran开发了两个子程序库——EISPACK和LINPACK。这两个子程序库是求解先行方程的程序库。Cleve Mole给EISPACK和LINPACK的接口程序取名为MATLAB, 意为矩阵 (Matrix) 和实验室 (Laboratory) 的组合[3]。

对于一段长河流而言, 在这里我们只研究其纵向扩散忽略横向扩散。因此, 一维模拟模型更加适用, 更能反映出污染物在河流中的变化情况。由于突发性污染事故中污染源均是瞬间排放, 应用瞬时点源模型比较合适[4]。下面介绍两种适用于河流突发性污染事故的一维扩散模型[5]。

1.1 静止水体瞬时点源模型

该模型用于描述瞬时释放的一个点污染源到静态水体中的污染物扩散规律, 此时污染物浓度随时间t和空间位置x发生变化[6]。

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式中:

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;C0为瞬时释放的污染源在单位面积上形成的浓度, 可表示为C0=M/A, M和A分别为瞬时释放质量为M的污染物在单位深度的面积A上。

应用Fourier变换, 可以得到该模型的解析解为

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式中:Dx表示x方向的扩散系数, m2/s。

1.2 有水流瞬时点源的模型

对于河流而言, 水体经常有一个主导流向, 如果在x=0的地方瞬时投放污染源, 在投放点形成浓度C0, 则描述其下游污染物浓度时空变化的数学模型可以表述为[4]

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式中:K为污染物降解速率常数, S-1。

同样应用Fourier变换, 可以得到该模型的解析解为

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2 河流应急监测布点原则

突发性环境污染事故应急监测是指在发生环境污染事故的紧急情况下, 为发现和查明环境污染情况 (污染物种类、污染范围和污染程度等) 而进行的环境监测, 包括现场定点监测和动态监测。根据了解的事故信息及事故发生地点河流周围的地形地貌, 选用适用的污染物泄漏模型, 结合当地的气象水文等参数, 根据MATLAB预测事故范围, 并在电子地图上显示事故可能影响的范围;在影响范围内标识出环境敏感点。

环境敏感点是指事故发生后, 需要特别保护的区域, 如人群稠密区、学校、医院、水源地等。河流监测一般应布设对照断面、控制断面和削减断面。设置监测断面后, 应根据水面的宽度确定断面上的采样垂线, 再根据采样垂线处水深确定采样点的数目和位置。

3MATLAB在松花江污染事故中的应用

2005年11月13日13时40分左右, 中石油吉林石化公司101双苯厂发生爆炸。事故造成100 t余笨及硝基苯泄露。自发生爆炸事故, 到23日中央有关部委各部门开始组建专家组讨论并相继赶到哈尔滨处理水污染事件, 共10 d, 就是在这几天里, 随着时间的推移和上游来水的稀释混合作用, 污染带由原来的数千米延长到80 km余。

该问题分别利用式 (1) 和式 (3) 求解, 其中水体的流速, 河流宽度和水深均取污染物流经主河段的平均值, 污染物投放质量100 t。运行结果如图1和图2[7]。

4 结论

由图1可见, 污染物的模拟结果与实际扩散情况基本吻合, 污染物扩散距离长达150 km, 扩散时间长达15 d, 当到达哈尔滨市时, 苯仍然超标, 故应提前做好应对准备, 启动突发性水污染事故应急预案。从图1中还可以看出, 污染物在排污口附近浓度居高不下, 因此要在这一附近设置多个监测断面, 布设多个监测点, 作为重点监测, 随空间的变化经过水体的自净、稀释等作用, 浓度逐渐减小。由图2可见, 在10 d时瞬时点源在下游形成的浓度随空间呈线性变化, 对于整个江段而言, 一维时空变化更能正确地反应实际情况, 根据污染事故当时的监测数据, 污染物到达哈尔滨市时的浓度为0.024 mg/L, 超标0.4倍, 小于模拟结果, 是由于苯在迁移过程中会受到很多影响, 如支流或河流补给, 生物降解等。但不影响判断到达哈尔滨超标的结论, 因此根据地表水应急监测布点原则在敏感点, 例如市区、取水点、水库附近设置多个应点位, 及时准确监测浓度变化情况。

参考文献

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[6]薛定宇, 陈阳泉.基于MATLAB/si mulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社, 2006.

布点问题 篇9

2012年1月6日下午, 江苏省盐城市城乡建设局召开预拌砂浆生产项目布点评审会议。副局长、副书记、局发展预拌砂浆工作领导小组组长苏林主持会议并讲话, 领导小组成员所属各处室、各单位主要负责人参加会议。市散办负责人汇报了全市预拌砂浆推广应用情况及下一步工作目标和打算, 对新申请定点建设和申请延期建设的砂浆生产项目作说明并提请领导小组评审。会议原则同意3个预拌砂浆生产项目按法定程序申请布点建设, 对申请延期建设的4个项目将区别不同情况给予答复。苏林在讲话中指出, 2011年盐城市预拌砂浆发展工作之所以能进入全省先进水平, 首先是市委、市政府高度重视的结果, 其次得益于相关部门的支持, 再次是系统内各部门、各单位以及各建设施工等单位共同努力的结果, 成绩的取得确实来之不易。苏林要求, 2012年及今后几年全市预拌砂浆要继续健康发展, 既要扶持鼓励以提高砂浆产品供应保障能力, 也要不断探索引导砂浆生产项目合理科学布点的方法和措施, 防止盲目重复建设。领导成员所属各部门、各单位要继续大力支持预拌砂浆发展工作, 使全市预拌砂浆保持良好发展势头。