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混合多目标遗传算法求解地下水污染修复管理模型
  • ISSN号:0253-2468
  • 期刊名称:《环境科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:X32[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]表生地球化学教育部重点实验室南京大学地球科学与工程学院水科学系,南京210023, [2]河海大学地球科学与工程学院,南京211106
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.41072175,41372235,41402198)
中文摘要:

为了提高多目标遗传算法Pareto解的局部最优性,本文将快速非支配遗传算法(NSGAII)与一种迭代式的局部搜索算法(Hill Climber with Step,HCS)相结合,开发了一种新的混合多目标遗传算法NSGAII-HCS.利用CONV1和ZDT6两个经典的多目标优化函数对NSGAII-HCS的性能进行测试,与传统的多目标算法NSGAII相比,CONV1得到的Pareto锋面与真实Pareto最优解锋面的平均距离由5.49减小到1.74,ZDT6则由0.16减小到0,表明NSGAII-HCS在保证解多样性的前提下,能使解接近或收敛到真实的Pareto最优解锋面.最后,将NSGAII-HCS与地下水流模拟软件MODFLOW和溶质运移模拟软件MT3DMS相耦合,并应用到一个理想的二维地下水污染修复管理模型中,结果分析表明该方法可为地下水污染治理提供多样的和收敛的Pareto管理策略,是一种稳定可靠的多目标优化方法.

英文摘要:

This study presents an algorithm that uses a novel iterative local search( Hill Climber with Step,HCS) in the nondominated sorting genetic algorithm II( NSGAII) as a hybrid multi-objective algorithm for improving convergence to the true Pareto front. We present some numerical results on two benchmark problems( CONV1,ZDT6). For the Pareto optimal fronts achieved by NSGAII-HCS with CONV1 and ZDT6,we compute the Euclidean distances of the Pareto fronts from the true Pareto optimal fronts. Comparing with NSGAII,NSGAII-HCS is able to decrease the average distance from 5.49 to 1.74 for CONV1 and from 0. 16 to 0 for ZDT6,indicating that the proposed NSGAII-HCS is able to find much better spread of solutions and better convergence to the true Pareto optimal front. Finally,the proposed NSGAII-HCS is coupled with the commonly used flow and transport code,MODFLOW and MT3 DMS,and applied to a synthetic pump-and-treat( PAT) groundwater remediation system. Comparing with the existing nondominated sorting genetic algorithm II( NSGAII),the proposed NSGAII-HCS can find Pareto optimal solutions with lower variability and higher reliability and is a promising tool for optimizing the multi-objective design of groundwater remediation systems.

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期刊信息
  • 《环境科学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:汤鸿霄
  • 地址:北京2871信箱
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjkxxb@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941073
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2468
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1843/X
  • 邮发代号:82-625
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56074