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基于INPGA的地下水污染治理多目标优化管理模型:Ⅰ——理论方法与算例验证
  • ISSN号:0371-5736
  • 期刊名称:《地质论评》
  • 时间:0
  • 分类:P641.8[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]南京大学地球科学与工程学院水科学系,南京210093, [2]合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(编号2010CB428803); 国家自然科学基金资助项目(编号41072175、41030746和40725010)的成果
中文摘要:

基于小生境技术的Pareto遗传算法(NPGA)是一种求解多目标问题的智能搜索方法,适用于优化多种非线性、不连续等复杂多目标问题。但该算法存在局部早熟收敛和收敛速度慢两个不足,在求解Pareto前沿上效果不佳。本文在NPGA的基础上,提出了改进NPGA方法(INPGA),通过Pareto解集过滤器、精英个体保留策略、邻域空间Mühlenbein变异等三项改进措施,提高了算法的求解能力。同时,应用个体适应值库操作和MPI(Message Passing Interface)并行计算技术来提高求解速度。最后将该方法应用于一个理想二维地下水污染修复问题的多目标优化求解,结果表明,该算法求解过程简单,计算时间短,优化得到的Pareto解集权衡曲线的跨度更为合理,具有很好的应用效果。

英文摘要:

Niched Pareto genetic algorithm (NPGA) is a superior method to solve the multi-objective optimization problems because it is applicable to a large range of variable problems,and can search nonlinear and discontinuous space without need for continuity and second-order partial differential operators. However,it is inefficient in finding the Pareto optimal solutions due to two shortcomings:premature convergence to local area and low convergence speed. In this paper,an improved NPGA (INPGA) is developed to promote the solving ability of algorithms. The main improvements of INPGA include three aspects:the Pareto solution set filter,the elite individual preservation strategy and the neighborhood space Mhlenbein mutation. Moreover,the message passing interface (MPI) for parallel computing and the operation library of individual fitness is introduced in the INPGA to improve calculation speed. Also,the INPGA is applied to a two-dimensional hypothetical test problem to demonstrate the multi-objective optimal design of a groundwater pump-and-treat system. The comparison of results shows that the INPGA is superior to the NPGA in finding the tradeoff curve with a range of applicable Pareto optimal solutions.

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期刊论文 124 会议论文 35 获奖 6 专利 11 著作 3
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期刊信息
  • 《地质论评》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国地质学会
  • 主编:杨文采
  • 地址:北京阜成门外百万庄路26号中国地质学会期刊处
  • 邮编:100037
  • 邮箱:georeview@cags.ac.cn
  • 电话:010-68999804
  • 国际标准刊号:ISSN:0371-5736
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1952/P
  • 邮发代号:2-382
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国地质文献预评数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23413