动态规划投资问题范文
时间：2023-12-01 17:41:52
导语：如何才能写好一篇动态规划投资问题，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一. 引言
多阶段决策问题是投资者在连续的几个投资阶段中每个阶段里都进行投资， 其目的是使得到最后一个投资阶段结束时， 投资者进行多次投资的收益总和尽可能大， 这些投资阶段之间是相互关联的， 面对众多的投资项目， 如何合理的安排资金成为决策部门关心的焦点， 而动态规划方法的关键在于正确写出基本递推关系式， 首先将问题的过程分成几个相互联系的阶段， 恰当的选取状态变量和决策变量及定义最优值函数， 从而把一个大问题化成一族同类型的子问题， 然后逐个求解， 即从边界条件开始， 逐阶段递推求优， 在每个子问题求解过程中均利用了它前面的子问题的最优结果， 依次进行， 最后一个子问题所得到的最优解就是整个问题的最优解.
二. 动态规划在多阶段投资组合中的应用
1.案列介绍
假设某公司决定将60万元投资4个工厂， 该公司希望通过合理分配资金确定最优组合，使所获得的投资收益最大， 经调查各个工厂所获得收益和投资额如图所示.
投资额与收益额 （单位： 万元）
2.建立动态规划模型
由于动态规划问题的特殊性， 我们将它看作一个多阶段决策问题， 分阶段来解决， 为此， 我引入以下各参数：
（1）s――投资总额
（2）n――投资组合中的项目数
（3）uk――决策变量，分配给第K个项目的资金
（4）sk――状态变量，分配给前k个工厂的资金
（5）sk-1=sk-uk――分配给前k-1个工厂的资金
（6）gk（uk）――阶段目标函数，对第 个项目投资 所获得的收益
（7）fk（s）――目标函数，以数量为 的资金分配给前 个工厂所得到的最大利润值
当k=1时，
当1
3. 利用动态规划模型求解
第一阶段： 求f1（s） ， 则
第二阶段： 求 ，
最优策略为（40，20）， 此时最大利润值f2（60）=120万元.
同理可得其他f2（u2）及最优策略
第三阶段： 求f3（u3），
同理可求得其他f3（u3）的值
第四阶段： 求f4（60）， 即问题最优策略
所以最优策略为（20，0，30，10）， 最大利润为160万元.
4.模型的意义分析
本文针对多阶段资产投资问题， 以最终的总收益尽可能大为决策目标的资产投资组合问题的一个多阶段动态规划决策模型， 利用动态规划的顺序法求得多阶段投资的整休最优投资组合.
参考文献：
[1]胡元木，白峰. 动态规划模型在股票投资组合中的应用， 山东社会科学， 2009；09（39）.
篇2
关键词：生产成本；存储成本；层次分析法；动态规划
中图分类号：F23
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.02.051
1 引言
τ谥圃煨推笠道此担想要获取更多的利润，可以通过减少企业生产成本、提高客户服务质量、提高工厂作业效率、减小企业库存投资等手段和方法。现代企业不会只单一考虑其中一方面的影响因素，而是会将所有的目标同等看待，力求找出各个目标之间的一种平衡状态，也即寻找各目标之间的最优解。
生产与存储成本的合理控制是企业获取最大化利润的重要途径，生产库存不能积压，又不能出现短缺。在已知市场需求、本身生产能力、生产成本费用、仓库存储容量以及存储费用等若干因素下，为了制定实际的生产和存储计划，必须确定在不同时期时的生产量与库存量关系，这样的问题可以看作是一个多阶段决策问题。采用动态规划模型对生产与存储问题进行建模，并且优化求解，制定最优的生产策略，使生产成本与存储成本最优，以期达到最佳的经济效益。
本文以主要对宇通客车股份有限公司进行分析。郑州宇通客车股份有限公司是一家以客车产品研发、制造与销售为一体的大型现代化制造企业，日产整车达325台以上。在宇通客车的一次生产与存储过程中首先分析了影响生产成本与存储成本的因素，然后以这些因素构建了基于层析分析法的模型，计算出生产成本与存储成本，最后基于动态规划理论，建立最佳生产计划，确定每个生产和存储能力的合同期，以便使生产成本和库存成本和最小总和。
2 层次分析法与动态规划理论基础
2.1 层次分析法
层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是由美国运筹学学家Saaty教授提出的。应用层次分析法，一般可以被分为四个步骤：
第一步： 通过分析决策系统中各因素之间的内在关系，建立决策系统的递推层次结构模型。在选用AHP方法分析决策问题之前，要把所研究问题分层次、有条理的构造出一个简单易懂的结构模型。这样看似复杂的问题就可以被分解成为多个元素的组合，同时元素又可以按照某种规则组成若干的递进层级，相邻两层之间在上一层次的元素对下一层次的连接元素起到支配作用。
第二步：对处在相同层次中的各元素之间的重要性进行两两成对比较，得到比较结果，构造两两比较判断矩阵。假设准则层元素所支配的下一层次的元素集合为U1，U2，…Un，那么针对准则层CC，决策者对它支配的两个元素Ui和Uj，判断其哪一个元素的重要性更高则使用判断矩阵A=（aij）nxn，其中aij即为元素Ui和Uj相对于准则的重要度比例标度。
第四步：计算各个层次对于系统的总体排序权重，并且进行排序。通过排序结果得到各个方案对于总目标的总排序。如果对于层次的某些因素对于其所支配的元素Aj的一致性指标为CIj，那么相应的平均随机一致性指标为RIj，则B层次总排序的一致性比例可以计为：
CR=∑mj=1ajCIj∑mj=1ajRIj
2.2 动态规划理论
动态规划（Dynamic Programming）是运筹学理论方法体系中的一个重要分支，它是分析解决多阶段决策过程最优化问题的一种十分有用方法。动态规划理论在解决最优路径问题、资源分配问题、生产调度问题、库存问题、装载问题等问题上有自己独特的理论体系。
动态规划有自己的一套理论体系，在构建动态规划模型时，需要规定背景问题所拥有的阶段、状态、决策、策略、状态转移方程、指标函数和最优值函数等概念。利用动态规划理论求解问题的思想可以归纳概括为通过求解基本的递推关系式已经设定恰当的边界条件，首先将问题划分为若干个相互有联系的阶段，根据所研究的问题，恰当选取状态变量、决策变量以及定义最优值函数，经过上述的几个阶段，可以将一个较大的问题转化为在此大问题下的若干个与之有联系的小问题，然后对这些小问题逐个求解，当每个小问题都满足最优值条件时，即可得到整个大问题的最优策略。在求整个问题的最优策略过程中，由于初始状态是已知的，而每段决策都可以理解成为在该状态的某一函数，故最优策略可以由各段状态逐次变换得到，从而确定了最优路线。
3 基于层次分析法与动态规划理论的模型建立
3.1 影响因素选取
企业在进行生产和存储活动中，影响企业生产成本和存储成本的影响因素涉及方方面面，在影响因素选取的过程中，既要突出重点，又要不失全面。经过深入且全面调查之后，本文将影响生产成本的因素归纳为以下六个：（1）制造成本A1；（2）零部件等原材料成本A2；（3）工时与管理成本A3；（4）设备和产权均摊成本A4；（5）纳税成本A5；（6）技术研发成本A6。将影响存储成本的因素归纳为以下四个：（1）仓库所选地段租金B1；（2）仓库管理人员费用B2；（3）装卸以及搬运产品费用B3；（4）商品破损费用B4。且假设影响生产成本和存储的各个影响因素之间相互独立。
3.2 基于层次分析法的生产与存储成本模型建立
在选取影响生产成本和存储成本的影响因素之后，就可以采用层次分析法确定使用何种生产成本以及存储成本方案了。假设，现拥有若干种生产成本方案{C1，C2，…Cn}以及若干种存储成本方案{D1，D2，…Dm}。
首先，分别建立生产成本和存储成本影响因素两两成对比较矩阵，这里依据的是Saaty教授给出的度量比较方法：（1）比例1表示元素与元素具有相同的重要性；（2）比例3表示元素比元素稍微重要；（3）比例5表示元素比元素明显重要；（4）比例7表示元素比元素强烈重要；（5）比例9表示元素比元素极端重要；利用此套对比量尺分别建立生产成本的影响因素之间比较矩阵以及存储成本的影响因素之间的比较矩阵。
然后，利用公式Aw=nw，分别求解生产成本和存储成本的特征向量和特征根，再利用一致性指标检验公式：
CI=λ-nn-1
当CI在一定范围内时，认为A的不一致程度在容许范围之内，有满意的一致性，通过一致性检验。
最后，分别确定生产成本和存储成本的各个影响因素的权重，得到生产成本和存储成本的最优解决方案以及生产成本与存储成本的最后值。
3.3 基于动态规划理论的最优生产策略模型建立
在得到生产成本和存储成本之后，建立基于动态规划理论的求解最优生产策略模型。动态规划的模型建立过程主要包括以下几个步骤。
3.3.1 阶段
用动态规划求解问题时，首先将问题的全过程适当地分成若干个互相联系的阶段，以便能按一定的次序去求解。
3.3.2 状态
状态是指每个阶段开始时所处的自然状态或客观条件。
3.3.3 决策
决策是指在某一阶段内决策者的选择，第n阶段的决策与第n个阶段的状态有关系，使用xn（sn）表示第n阶段处于sn状态时的决策变量，而这个决策又决定了第n+1阶段的状态。
3.3.4 策略
由所有各阶段组成的决策函数序列称为全过程策略，记作p1，n（s1）。能够达到总体最优的策略叫作最优策略。从第k个阶段开始到最后阶段的决策组成的决策函数序列称为k子过程策略，记作pk，n（sk）。
3.3.5 指标函数
指标函数是衡量全过程策略或子过程策略优劣的数量指标，指标函数的最优值称之为最优指标函数f1（s1）和fk（sk），其中f1（s1）表示全^程上的最优指标函数，fk（sk）表示为第k子过程上的最优指标函数。
3.3.6 状态转移方程
第n+1阶段的状态可以由第n阶段的状态和第n阶段的决策所决定的，表示为：
sn+1=Tn（sn，xn）
对于n阶段的动态规划问题，在求子过程上的最优指标函数时，k子过程与k+1过程有如下递推关系：
4 模型求解
4.1 案例背景描述
郑州宇通客车股份有限公司是一家集客车产品研发、制造与销售为一体的大型现代化制造企业。假设，某市公交集团向宇通客车订购一批公交车，要求每月月底交付一次，交付期限为半年，每月的需求量分别为：第一个月需求量为2；第二个月需求量为3；第三个月需求量为2；第四个月需求量为4；第五个月需求量为3；第六个月需求量为4。宇通客车每组织一次生产准备费用为3，每生产一辆产品的生产费用可根据影响生产成本的因素中得出，每次生产由于生产能力的限制最多不超过6。存储方面，每库存1的产品每个月的费用可以通过影响存储的费用中得出。并且在第一个月的月初和第六个月的月末均没有产品库存。要求在上述条件下应该如何安排各季度的生产与库存，以使得总成本费用为最低？
4.2 生产和存储成本求解
5 结论
本文以宇通客车股份有限公司为例，在生产与存储活动中，首先分析了影响生产成本与存储成本的因素，然后以这些因素构建了基于层析分析法的模型，计算出生产成本与存储成本，最后基于动态规划理论，制定生产策略，确定不同时期的生产量和存储量，最后得到当x6=4，x5=3，x4=0，x3=6，x2=0，x1=5；总的生产成本费用和库存费用之和最小。
参考文献
[1]陈启申.MRP制造资源计划基础[M].北京：企业管理出版社，2005.
篇3
关键词：高速公路 可变情报板 动态规划法
0 引言
VMS是交通诱导系统中出行者信息系统的主要实现工具。它通过安装在路边或公路上方的电子信息显示牌为驾驶员提供与交通相关的信息和诱导。VMS的信息包括危险、交通条件、停车、公共交通以及环境等。在交通条件对于驾驶员是未知的情况下VMS信息的作用尤其明显，它可以帮助驾驶员选择合适的路径以避开交通堵塞和减少驾驶员的焦虑。
1 高速公路VMS规划布设原则
1）基于功能分析原则
VMS的布设应坚持功能分析的原则，减少盲目性。对所有拟实现的功能应按重要程度进行排序，并坚决摒弃无用的功能。根据确定的功能进行标志优化布设。对以诱导交通为主的布设，应在对路网进行分析的基础上，布设在优化可选路径的分流口前端适当位置，以求取得最大效果。
2）基于路网特点原则
高速公路网根据监控与管理范围的不同，可以分为两类：通道型高速公路网和网络型高速公路网。通道型高速公路网以一条高速公路为核心，VMS的布设与设计要围绕核心高速公路展开。在一个大的范围内，高速公路数目比较多，且彼此相交，形成网络型高速公路网。进行VMS布设时，要对所有的高速公路平等看待。
3）前瞻性布设原则
VMS的布设应在满足功能的基础上，有一定的前瞻性。前瞻性应建立在对路网规划的充分了解和对本项目交通流量科学分析预测分析的基础之上，根据对路网规划的调研和项目服务水平的预测，可以指导VMS的布设密度。
2高速公路VMS规划布设模型
2.1相关概念及定义
由于路段自身的特征不同，因而不同路段上，发生事故和拥堵的频率亦是不同的。为了简化问题，只考虑其中的重要信息，现定义路段j的信息量为：
其中：
fj——路段j的信息量；
uj——路段j上发生事故的概率；
vj——路段j发生常发通拥挤的概率；
wj——路段j上灾害性天气的概率。
一个VMS放置在不同的路段上，所显示出来的有效信息量是不同的，从而体现出来的效益也是不一样的。为了评估VMS放在不同路段上所表现出不同的效益，定义当在路段i显示路段j的信息时，其效益为：
qi——路段i的交通量；
Vij——在路段i上显示路段j信息的效益。
考虑到产生交通信息的地点离VMS远近不同，信息的有效性亦不同，引入衰减系数这一概念。路段离VMS越近，其路段上交通信息的有效性衰减程度越小；反之，衰减程度越大。用eij表示路段j的信息在路段i上显示的衰减因子，则效益Vij变为：
Vij=eijqifj （3）
2.2数学规划模型的建立
根据VMS的作用可知，VMS的合理放置地点应当是使VMS显示尽可能多的有效信息，同时又能让尽可能多的出行者看到，因此，建立如下的数学规划模型：
（5）
其中：
F——VMS效用；
l——VMS设置总数量；
Ri——与路段i距离在46km内的路段j的集合；
Xi——0，1变量。
3）关于模型约束条件的说明
本模型的约束条件主要包括以下两个方面：
（1）第一个约束是VMS设置总数的限制。VMS的高造价决定了过多的VMS布设在经济上是不能承受的，而且VMS密度过大，也会对驾驶员的安全驾驶造成影响。
（2）第2个约束是VMS在路段i上布设与否的约束。考虑到经济性和安全性，VMS布设的总数总是小于备选路段总数。因此，VMS选址问题就变成：在所有备选路段中，选择一部分路段布设VMS。
3 模型求解的动态规划法
动态规划法主要用于投资方面，将有限的资源或资金分配到不同的项目中，以实现效益最大化为目标。而VMS的设置路段数与VMS建设资金正相关，显示的路段数越多，则要求版面越大，也就越贵。在总的设置路段数一定的情况下，VMS的布设也可以看作是一种资源分配问题。
根据本文建立的规划模型，用动态规划法求解模型过程的相关说明如下：
1）设总的路段数为，欲分配在N个路段进行显示；
2）把整个分配过程分为M个阶段，第k个阶段是向第k个路段分配资源；
3）状态变量xk表示分配完第1,2,…，k-1个路段后剩余资源数量，x1=M；
4）决策变量取为uk，表示分配给第k个路段的资源数量：当第k个路段上布设VMS时，uk=1，反之uk=0；
5）L(uk , k)为阶段指标，在这里指由于第k个阶段新增的VMS而增加的效益值；
6）最优值函数F（xk+1,k+1）表示把剩余的资源xk分配给第k+1，k+2，…，M个路段能获得的最大效益。
根据动态规划方法，利用动态规划基本方程
和状态转移方程
逆向递推可求得最优决策序列 和总效益的最大值 。
4 结语
本文研究探讨了网络型高速公路VMS的规划布设模型，结合高速公路实际情况，通过引入衰减因子，建立了路网中各路段的相互关联性，最后引入动态规划法对模型进行求解。
参考文献：
[1]朱松坚.VMS交通可变信息标志与静态标志的协调设置分析.北京工业大学.道路交通与安全.第7卷第5期2007年10月
篇4
关键词：市政工程；管网设计；规划法； 布置
Abstract: This paper analyzes the status quo of China's municipal drainage pipe network, and puts forward some measures and suggestions for design of pipeline system optimization, for reference.
Keywords: Municipal Engineering; network planning; layout design;
中图分类号：S607+.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
城市市政建设中一个重要的组成部分就是排水管网，排水管网建设投资比例占整个排水系统的一大半。因此要对城市污水进行集中处理，需要耗费大量的财力，为了实现这一目标，必须对排水管网进行优化设计，才能减少工程的投资，具有重要的经济意义。对市政排水管网进行优化设计，重点在于对已定平面布置方案的基础上，对埋深、提升泵站、管径的优化设计，从而实现排水管网的平面布置的优化。
1、我国市政排水管网的现状
1.1 规划设计问题
当前排水规划整体而言, 存在不合理的状况十分常见。排水管网的规划设计，要与城市整体规划相协调，而管网建设有其自自己的特点，一般管网建成后的使用年限都在五十年以上，而城市的发展不可能五十年不年，几乎的天天再变，城市的扩大，人口的增多，排污量的增加，都对排水管网造成巨大的压力，因此，排水管网的的使用情况已经很难适应城市发展的需求，迫切的需要重新规划设计。
1.2排水体制问题
排水系统体制主要分为两大类：合流制与分流制,当然混合制在城市中也是常见的逛网系统之一，是在合流制的管网设计城市要扩大排水系统的情况下会出现的。而在规模较大的城市中，由于各区域的具体情况不同，存在一定的差异，所以要因地制宜的采取适合地区发展的排水体制。而在老城区的管网体制中，一般采用截流式的合流制体制，需要在两河岸边建筑一条截流干管，并在此处设置一个溢流井，污水厂的位置也就设立在此处。天气晴好的时候，所有的污水都送到污水处理厂进行处理，处理后的水直接排放到河流之中，而遇到雨天的时候，随着雨量的增加，可以允许部分污水进入到河道中。随着经济的发展，对老城区的改造工程日益增多，随着改造的不断深入，这种污水处理的方法也就逐渐失去效用，因为其污染现状自然得到消除。其次就是雨水和污水完全分流的体质，也就是对雨水和污水各自设置独立的管道，雨水直接排放到河流之中，而污水直接进入污水处理厂进行处理。排水体制的设置，要根据城市实际的情况来确定。
2、已定平面布置下的管道系统优化设计
排水管道的优化设计针对的主要是对某一管段的设计, 在设计流量得到确定后，还要满足设计规范要求坡度与管径等多种因素的融合，得到管材与铺设管材的费用的平衡值。排水管线平面在布置已定的时候，对管道的优化设计和埋深等问题国内外都已经做了大量的研究工作。主要可以体现在以下几个方面：
2.1线性规划法与非线性规划法
2.1.1线性规划法
所谓的线性规划法是对排水管网设计计算过程中，其目标函数与制约条件的非线性，用泰勒公式的展开式来替代，然后把线性规划的解作为问题的近似解，如此反复迭代后与非线性规划的最终解越来越接近，从而找出最优解。这种算法虽然可以找出最优解，但存在不足，其缺点在于把管径作为连续的变量进行处理，造成实际管径与计算管径出现偏差的问题，而且需要大量的前期准备。继线性规划法之后出现的整数规划法，弥补了线性规划的缺陷，其整型变量较多的原因，也导致求解的过程较为复杂。
2.1.2非线性规划法
所谓的非线性规划法主要是适应计算模型中目标函数与变量的非线性特点，对管道的深埋与直径进行优化选择，不足之处在与限制了约束条件和目标函数的形式。
2.2 动态规划法
目前国内外用的较为广泛的方法叫做动态规划法，是指把排水管道设计当作一个多阶段的过程来看待的思想方法，设计过程的阶段性划分的手段成为管道优化设计的又一方法。这种方法在实际应用中有两方面需要注意的的问题：其一，状态变量设置为节点的埋深设计，全方位搜索坡度的范围。其主要的优势在于采用的是标准管径，结果与初始管径没有联系，而且可以对计算的深度进行控制，不足的是对状态点的要求很苛刻，必须埋深间隔很小，使时间间隔与存储量大为增加。所以在这个前提下采用动态规划法，然后在动态规划法的前提下又对迭代过程不断把范围缩小，但是实际操作中还是会有一些不足之处。其二，状态变量设置为管径，通过对流速和充满度进行决策。原因在于对标准管径使用的数目是一定的，因此在计算速度和存储量上方便很多，随后又产生了可行管径法。这种方法使计算的精度大为提高，并且使计算的存储量和计算的工作量大大减少。虽然动态规划法是有效解决多阶段决策问题的较好的方法，但是在排水管网设计中，第一阶段的设计结果会对后续阶段的设计参数有直接的影响，所以，用动态规划法对污水管道进行优化设计还是存在一定的缺陷。
2.3 直接优化法
对可调参数与各种方案的选择尽心比较和计算，得到最优解的方法，称之为直接优化法，直接优化法最大的特点在于容易验证和比较直观。主要操作主要分为：第一，两相优化法。在设计流量确定之后，选取最大充满度和最经济流速的最优管径和最小坡度，管道的埋深最大限度的进行降低。这种算类似于人工算法，但受设计者个人素质和能力的限制，算得的结果会出现偏差，因此，该算法所得的结果并非最优解。第二，电子表格法。电子表格最大的特点是清晰明了、便于计算，用电子表格作为估算费用的方法，可以使用户对最低费用的设计便捷的寻找出来，得到比动态规划法更好的结果，这就更加更符合设计的要求。
2.4 遗传算法
作为进化算法的一个分支的遗传算法，其方法出现的原理是对自然遗传变异机制的模拟而产生的随机优化算法。遗传算法解决了中小型管道的设计优化难题，可以得到最佳的设计方案，但是其缺点在于无法对大型管道进行最优计算，在计算时，只能得到与最优解的设计方案接近的结果，在排水管道设计优化中，采用何种算法要根据具体情况而定，但相同的一点在与一定要以规范设计作为基本要求，并且把费用控制在最低程度。
3、管线的平面优化布置
排水管网在布置时，首先要考虑水流畅通、节省能量，还要考虑工程量的大小小。所以正确的定线是合理控制经济的首要条件。定线原则：尽量采用直线对支管干管进行设计布局，少拐弯；根据地势进行定线，污水可以在重力作用下自动流到污水处理厂；管道中途尽量取消或减少提升泵站的设置；尽量减少管道埋深。过去的研究中，设计方法都是把每一段管径看作一样的，用挖方费用为优选的条件，找初始布置方案，然后通过算法进行调整。在排水概念引入后了，出水口节点距离与排水区域内相距相同可行管数的节点，采用一根排水线相连接，问题就转变为最短路的问题，再用动态规划法进行求解，此法不足在于寻优的范围受到限制，设计中无意就把最优方案排除掉，之后城市排水系统排水布置被抽象成点与线构成的图，根据图纸寻找方法。再到1986年有了更大的发展，利用三种权值来解决问题，通过地面坡度倒数、各管段管长及各管断满足的最小覆土条件，从而找出最优的设计方案。小结市政排水管网的优化设计, 是现在市政工程的重点工程, 要充分利用排水体制, 并在管网上进行优化设计, 选择新型材料，排水管网设计才更好。
参考文献
[1] 刘海涛,李莉.市政排水管网优化设计的方法[J].中国市政工程.2008(6).
篇5
【关键词】新区规划 模拟生长 动态规划 滚动开发
1前言
随大都市扩张，以滚动开发主导的新城（含新区）建设持续升温。尽管规划对新城的研究逐步由特征、结构、演变等空间实体转向模式、思路等综合内容，但是从滚动开发角度探讨新城规划编制方法的研究仍很少。传统蓝图式的规划编制方法已不能应对新城滚动开发建设，尤其是在基本没有现状建设和规划基础的郊区建设新城，即使是以CA模型的空间模拟增长也难以应用或指导。
2规划背景
石家庄是因交通而催生的都市。随着京津冀一体化的加速和北京首都功能的分流，处于重要战略机遇期的石家庄有望成为传统产业扎实、新兴产业崛起的京津冀第三极。
河北省及石家庄市政府适时提出城市“北跨”发展战略，通过行政中心的搬迁，谋划在滹沱河北岸启动滹沱新区建设，拉开城市骨架，壮大中心城市，强化省会。
3滹沱新区规划
3.1现状概况
滹沱新区东至现京珠高速，西至规划京珠高速，南邻滹沱河，北至张石高速支线，总面积176平方公里。滹沱新区位于国家历史文化名城――正定古城东侧，距离800米；位于正定机场南侧，距离10公里；位于石家庄主城东北侧，距离主城中心15公里；位于东部产业区北侧，距离区产业区中心10公里。
滹沱新区现状用地以未建为主。现状用地包括村镇建设用地、水域、耕地、林地等，其中现状村镇建设用地约28平方公里，占总用地面积比例的16%，空间均质分布。
3.2发展判断
3.2.1发展定位判断：高举高打
北跨战略实施以后，石家庄将沿着逆时针发展的轨迹，形成新的发展格局。西北象限的正定古城，以历史文化保护为核心，逐步疏解人口与产业；西南象限的主城，继续推进城市更新，提升完善城市综合功能；东南象限的传统产业区，延续当前城市格局，保持产业持续发展；东北象限的滹沱新区，是新产业与高端功能聚集的创新空间，成为市级行政/文化中心、现代服务业基地、科教创新集聚区、生态宜居新城。滹沱新区将以高起点谋划、高标准定位、高质量推进，打造“低碳、生态、智慧”的城区。
3.2.2发展动力判断：分流北京
滹沱新区的建设，可以强化区域经济联系，承接首都功能分流；实现规模扩张和空间结构调整、提升城市功能与形象；利用两岸土地市场的差异，为新型产业提供发展空间，培育城市新的增长极。但对于经济实力较弱的石家庄来说，在15公里外的郊区、跨越1500米的滹沱河建设新区，心理门槛较大、分散有限投资、城市经济负担加重、发展动力相对偏弱。
可见滹沱新区不是石家庄延伸发展的必要选择，而是跨越发展的必然选择。滹沱新区必须通过开发模式的合理选择，强化动力、弥补不足。
3.2.3开发模式判断：滚动开发
滹沱新区近期需要以行政中心搬迁等大型公共投资吸引人气、产生带动效应，也要着眼于长远发展格局，其开发需要巨大的资金支持。由于石家庄自身财政有限、经济实力相对较弱，这就决定了滹沱新区的开发需要将土地资本与金融资本、社会资本相结合的模式，即滚动开发模式。滹沱新区必须坚持基础设施建设与招商引资并举，项目建设与环境营造互动，通过滚动开发的模式实现城市建设的市场化，促进城市建设投入产出的良性循环。
4阶段化的动态规划思路
4.1动态规划的选择
正如B•麦克洛夫林所说:“规划不只是一系列理性的过程,而且在某种程度上,它不可避免地是特定的政治、经济和社会的历史背景的产物。”在新城建设中需要动态的规划帮助政府吸引投资、实现滚动开发，这是传统蓝图式的编制方法难以做到的。
其实, 动态规划的思想首先诞生于社会学、经济学等模糊领域，后来才引发结构规划、行动规划、程序规划以及连续规划等相关理论与实践。动态规划原意是把研究问题分成若干个相互联系的阶段，对每个阶段都作出决策，从而使整个过程达到最优化。
4.2滚动开发模式下发展阶段的划分原则
新区发展阶段的划分与所采用的开发模式密切相关。滚动开发模式将形成“以土地吸附资金――以资金提升土地价值――土地吸附更大规模资金――不动产迅速升值――快速推动开发”的过程。滚动开发模式的过程特征，决定了滹沱新区发展阶段的划分原则。
4.2.1城市整体的有序协调
滚动开发模式需要从城市整体发展的角度出发，把新区作为有机组成部分，依据政府和市场可能的投资力度，以整体性和有序性为原则，承担城市的部分功能，实现城市经济的空间平衡与协调发展。
4.2.2开发时序的近实远虚
在发展时序上，滚动开发必须做到开发一片、成效一片，通过“以点带面、以面成片、最终形成整体”的一系列发展阶段。近期起步阶段至关重要，必须落实项目、突出形象、塑造信心。其建设成效影响土地与资金的循环状态。市场投资的信心，决定新区开发的成败。由于难以准确预测中远期的市场需求，对中远期发展阶段则提出较粗线条的规划引导。
4.2.3目标定位的分期诠释
为保证滚动开发的动态过程中实现新区长远的目标定位，需要将整体的目标定位分解到各发展阶段，并预留一定的弹性。通过对已开发阶段的目标定位评估，并反馈到下一阶段的目标定位，从而对总体的目标定位进行落实和衔接，方便操作管理。
4.2.4结构布局的有序组合
滚动开发模式下的结构布局，需要寻求一种各发展阶段相对合理、有序发展、顺利衔接，总体格局完整的动态布局方法。在滹沱新区规划编制中，采用“南北条码、东西推进”的布局思路。南北条码即由南向北布置公共服务、居住社区、科技创新、产业园区等块状条码；东西推进即按照分期，以南北条码为基点逐步由西向东推进。
4.2.5支撑系统的合理衔接
新城开发与支撑设施同步建设，加大生地与熟地的低价差，调控建设资金和投资力度，这是滚动开发模式的要点。以水、电、气、热、文、教、体、卫等支撑系统，各发展阶段需要保证配套的独立性，形成相对合理系统，避免前一阶段对后一阶段发展形成妨碍，同时保证新区各支撑系统的完整性。
因此，滹沱新区的发展阶段划分将淡化时间的分期，确定以滚动开发的成效和可持续生长进行阶段划分。发展阶段划分为四个：起步阶段、拓展阶段、提升阶段以及远景阶段。
4各发展阶段的模拟生长
4.1起步阶段
起步区的选址至关重要。第一，尽量依托老城发展，占据标志性区位；第二，主要功能与启动项目要基本落实；第三，重拳出击，营造完整环境与强烈形象，彰显新区开发的信心。
按照石家庄的经济实力和新区的建设标准，起步区规模过小无法形成足够的吸引力，过大则周期过长。起步阶段规划选择面积约27平方公里，其中可出让用地约12平方公里。起步区以公共投资项目为先导，生长动力包括：行政中心、会展中心、文化中心、体育中心、园博园、金融服务后台基地、商务办公及部分总部基地。
4.2拓展阶段
当起步区20平方公里的核心区基本建成，即可启动下一阶段的拓展区建设。基于市场对资源价值判断基础上，规划顺应由西往东的滨水岸线和由南往北的区域经济联系的两大生长方向进行空间布局。拓展区建设目标为商业中心、科技走廊以及宜居新城。
拓展区规划建设用地规模面积约44平方公里，以中央商业商务带和科技走廊建设为主，生长动力包括：市民广场、商务中心、市级商业中心、科技广场、产业服务中心、企业总部、办公工业、高科技制造以及大企业庄园，配套主题公园、高端生活区及特色居住街区等功能项目。
4.3提升阶段
提升区规划建设用地规模面积约32平方公里，建设目标为职教园区带动新产业提升。生长动力包括：职教学院、教学共享中心、配套服务共享中心、创新中心、企业总部、办公工业、高科技制造以及大企业庄园，产业配套以及居住社区等功能项目。
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关键词：配电网电容器优化运行方法
Abstract: the reactive power compensation capacitor as the distribution network of the important equipment, in power distribution system is widely used. By properly in distribution system in configuration and control capacitor, can improve the quality of voltage power distribution system, improve the power factor and reduce the network loss and increase the system capacity. This article through to the present situation of the optimized configuration of capacitor and throwing cut to carry on the analysis, focuses on how the capacitor optimization of cutting for research, put forward the current there exist some problems that, for distribution network capacitors to run methods of optimization play a part.
Keywords: power capacitor optimizing operation method
中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号：
一、配电网络电容器优化的问题
配电网络电容器优化的问题可分为规划和运行。规划问题也称电容器优化配置问题，主要是确定电容器的安装位置、类型和额定容量，在满足电压约束的条件下使投资费用最低。运行问题是在现有无功设备配置的基础上，根据实际负荷的变化，确定可投切电容器组的投切方案，使网损最小或运行费用最低。运行问题也称电容器优化投切问题，目前并联电容器的效益问题大多是从电容器优化配置的角度来研究，而从运行角度来研究电容器优化投切的较少。二、研究配电网电容器的优化实际意义
针对配电网络电容器组的配置特点，建立基于配网网损最小、满足电压-无功和单组电容器容量的优化投切数学模型，提出采用逐次线性规划算法对非线性混合整数规划优化控制模型进行求解，优化求解接近最优。为了减少网损、提高电压水平；考虑投资、运行和维护费用等经济因素；潮流的等式约束和电压的不等式约束，在配电网中的某些节点上安装了并联补偿电容器组[1]。因此，并联电容器组是配电网中无功补偿的主要设备，也是配电网中的主要无功源。确定并联补偿电容器组在配电网中的安装位置、组数和容量后，在实时运行过程中，可根据实时负荷变化以及系统的运行状态，对电容器组进行实时动态投切，使得实时电压不越限并且网络损耗最小，因此，研究针对配电网并联补偿电容器组的实时优化投切算法和投切策略是非常有意义的。三、配电网电容器组投切控制的逐次线性规划算法1、非线性混合整数规划模型的线性化。非线性模型中电容器额定容量是整数变量，这样模型中的目标函数和约束条件都是不可微分的函数，因此，在线性化前，假设非线性混合整数规划模型中投切电容器额定容量为连续变量，然后对目标函数、等式和不等式约束逐一进行线性化处理。需要进行线性化处理主要有：（1）状态变量，即节点电压的线性化；（2）电压不等式约束的线性化；（3）目标函数有功网损的线性化；（4）电容器优化投切非线性数学模型的线性化表示。
2、线性混合整数规划牛型的算法。线性混合整数规划模型的算法是采用传统的快速算法，并充分利用并联补偿电容器组最优化投切的非线性混合整数规划模型的特点，具体是：（1）假设模型中的整数变量为连续变量，对模型逐次进行线性化；（2）采用传统的线性规划模型的算法；（3）对所求得的连续变量解进行归整运算，求得最终的整数解。求解线性规划问题的常用方法有两种：原始单纯法和对偶单纯法。当所要求解的线性规划问题的约束数目较少，而变量较多时，采用原始单纯法比较有利，反之，应采用对偶单纯形法。对线性规划模型而言，约束数目远大于变量总数，因此宜采用对偶单纯形法。
四、配电网电容器运行方法的其它优化方法
1、人工神经网络类算法。Ann方法的最大特点是可以通过样本的训练将输入与输出之间的非线性关系存储于神经元的权值中。Santoso Ni用两级Ann实现电容器投切的实时控制。第一级Ann以母线的测量值和电容器当前档位值为输入来预测负荷水平，第二级Ann根据负荷水平确定控制策略[2]。Das等人针对传统优化方法费时不适合于在线应用问题，提出一种基于人工神经网络的方法；研究结果表明该方法比传统优化方法的计算速度快100倍以上。
2、基于随机化优化的方法。主要包括模拟退火算法、遗传算法和禁忌搜索。模拟退火算法一般可以得到全局最优或全局次最优解，但该方法对参数和退火方案的依赖性强，计算量大；遗传虽然具有使用简单、鲁棒性强和易于并行化等优点，但其仍面临许多问题，如计算速度慢，选取不同的基因串会有不同的优化结果等；禁忌搜索方法能够有效的求得全局最优解或局部最优解，但Tabu表的深度控制仍是其应用时的主要难点。3、混合算法。近年来也有一些研究者致力于将传统数学规划法和智能法相结合的研究。文献将也采用类似的将ANN与动态规划相结合的方法来解决电容器的投切问题。这个方法分三步实施。首先，收集历史负荷数据，应用动态规划法离线确定最佳决策。其次，用ANN 的两种归类算法对负荷曲线归类，在每一类中，将前一步求出的最佳决策取平均得到预调度表。最后，固定预调度表中可信度高的决策，再用动态规划法优化可信度低的决策，得到最终的控制方案[3]。前两步离线进行，后一步在线应用。在线应用时由于状态变量数大大下降，计算速度大大加快了。ANN技术用于控制的特点是在线计算快，特别适于实时控制。ANN离线训练时间长并不是主要缺点，问题的关键在于训练样本的获取。由于配电网络负荷变化频繁，对应每一种负荷模式都需要大量的样本来训练ANN，这限制了其实用性。五、结语
综上可知，各种方法都有其优缺点，对于配电网络电容器优化配置及计划投切问题，对计算速度要求不是很苛刻，可以牺牲计算速度以获得高精度解；而电容器实时投切对算法的计算速度提出了更高要求，如何提高算法的计算速度同时也使得优化结果足够满意仍需开展进一步研究工作。
参考文献：
[1]丁毓山，李占柱.配电网电容器优化实用技术[M].北京：中国电力出版社.2007.
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【关键词】 排水管网； 市政排水； 管网设计； 管网优化
目前我国的城镇基础建设发展很快，排水给水系统在迅速建立、排水给水管网在迅速延伸。因此，在城镇新区的建立、城镇道路的修建、旧城区的改扩建过程中，越来越多地涉及到排水给水管网的科学规划设计问题。我们必须用发展的眼光进行排水给水规划，根据城镇发展的实际情况选择合理的排水给水体系，坚持排水给水管网与污水厂同时设计、同时施工、同时投产。与此同时，也要注重小区污水的处理、污水管网的维护与管理。
一、市政排水管网现状
1、规划设计问题
排水管网规划的制定应符合城市总体规划和区域规划，它与城市其他单项工程建设要密切配合，如城市功能分区布局、建筑界限、道路规划、地下其他设施规划等，要从全局观点出发合理解决，使其构成有机整体。同时，排水系统规划设计是动态的，在排水体制、排水量标准、排水主干管的定线工作完成以后，可以根据实际情况进行局部调整，以利于工程的具体实施。另外，排水管网建设有其自身的特点，因为它建设完成后使用期限有时长达四五十年以上。因此，城市排水管网规划设计应比城市总体规划年限更长些，排水量的计算应从多方面预测并要留有发展余地。
2、排水体制问题
排水体制关乎整个排水设计，当前的大部分排水体制均需改制。排水系统的体制一般分为合流制和分流制，混合制也是城市中常有的系统 ，是具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。在大城市中，因各区域的自然条件以及修建情况相差较大，因此要因地制宜地在各区域采用不同的排水体制， 如南方很多城区便是这样 的混合制系统。南方很多城区内水系发达，河流纵横交错。原有旧城区及各镇区 ，居民生活污水及工矿生产废水大部分均直接排人附近河涌；所以在排水体制的选择上因地制宜地采用了不同的体制。
二、市政排水管网优化设计
1、dijkstra算法改进优化设计。给水排水管网的优化设计实际上就是寻找一个以污水厂为根节点的最小费用生成树，dijkstra算法是构造最小生成树的有效方法。考虑到在给水排水管网优化过程中，生成树的权值随管段的流量、埋深和长度的变化而不断变化，因此在实际应用中通常采用变权值dijkstra算法。现有管网平面布局优化常采用有向图的方法，即在优化前指定网络中各边的方向（水流的方向），而管网中水流的方向在初始情况下是不确定的，生成树生长的方向可能代表了水流的反方向，因此采用无向图进行优化更符合管网最初水流方向不确定的情况。鉴于以上原因，基于无向图的变权值dijkstra算法（改进dijkstra算法）进行给水排水管网优化分析。改进dijkstra算法考虑了最小生成树生长过程中权值的变化，在多约束条件下也可以得出最优解。
2、管线的平面优化布置
排水管网的布置原则是既要使工程量最小，又要使水流畅通、节省能量。正确的定线是合理经济的设计管网的先决条件。定线的基本原则是：干管支管的设计尽量采用直线布局，不要拐弯；定线应尽量利用地势，使污水在重力作用下流入污水厂；设计时应尽量减少管道埋深；在管道的中途尽量减少提升泵站的设置。在早期的研究中，设计方法为假定每一段管径相同，以挖方费用为优选依据，选择一初始布置方案，然后通过算法逐步进行调整。 后来又引入了排水线的概念，将排水区域内与最终出水口节点相距同样可行管数的节点用一根排水线连接起来。这样把问题转化为最短路问题，可用动态规划法求解。 但此方法把寻优的范围被限制 ，使人们在设计过程中很容易把最优方案排除。三种权值是各管段地面坡度的倒数；各管段的管长；各管段在满足最小覆土条件下，按最小坡度设计时的挖方量。
3、已定平面布置下的管道系统优化设计
排水管道优化设计主要是指：对于某一设计管段，当设计流量确定后， 在满足设计规范要求的管径和坡度的多种组合中， 取得管材费用与敷设费用的平衡。 在排水管线平面布置已定情况下， 对于管段管径， 埋深的优化设计， 国内外做了大量研究工作。
（1）线性规划法和非线性规划法
a线性规划法，是针对排水管网设计计算中的约束条件和目标函数的非线性，分别用其一级泰勒公式展开式代替， 用线性规划的解作为问题的近似解， 反复迭代，使迭代序列逼近非线性规划的最优解。缺点是把管径当作连续变量来处理，存在计算管径与市售管径不一致的矛盾，且前期准备工作量大，以后发展的整数规划法，虽然在一定程度上解决了线性规划的缺点，但是其整型变量比较多，难以求解。
b非线性规划法适应了计算模型中目标函数和变量的非线性特征， 可以优化选择管道的直径和埋深，但极大限制了目标函数和约束条件的形式。
（2）动态规划法
动态规划法是目前国内外比较常用的一种方法，基本思想是把排水管道设计看作一个多阶段的过程，
通过对设计过程进行阶段划分来对管道进行优化设计。 其应用主要分为两方面：
a以节点埋深为状态变量 ，通过坡度决策进行全方位搜索。其优点是直接采用标准管径，结果与初始管径无关，且能控制计算深度，但要求状态点之间的埋深间隔很小，使存储量和时间间隔大为增加。
b以管径为状态变量，通过流速和充满度决策。由于可使用的标准管径数目有限，因此在计算速度和存储量上都有很大优势。以后又发展出了可行管径法。 此法使优化计算精度得以提高，并显著减少了计算工作量和计算机存储量。
（3）直接优化法
直接优化法是直接对各种方案或可调参数的选择设计计算和比较来得到最优解，具有直观和容易验证的优点。 主要方法有：
a电子表格法是一种启发式的费用估算方法，允许用户寻找最小费用设计，能得出比动态规划法要好的结果而且更符合设计规范的要求.
b两相优化法是设计流量确定后，在满足约束条件的前提下，选取最经济流速和最大充满度进而得到最优管径和最小坡度， 最大限度地降低管道埋深.直接优化法的算法与人工算法基本相同，但受设计人员的能力所限 ，所得结果不尽相同，所以所求结果不一定是最优解。
（4）遗传算法
遗传算法是进化算法一个分支，是模拟生物学中的自然遗传变异机制而提出的随机优化算法。遗传算法在解决中小型管道系统优化设计问题时可以求得最优设计方案。但解决大型管道系统问题时，只能求得趋近于最优解的设计方案 ，在排水管道系统优化设计中，不论采用何种方法，都以设计规范为基本要求，同时使费用达到最小。
随着我国国民经济的快速发展，城市排水管网系统不断进行完善，城市旧有的市政管网系统也需不断改造。在排水管网的设计中，应根据已知设计参数和条件，结合实际情况，进行优化管网的设计。这是排水管网设计的关键问题。
参考文献
[1] 邝键. 改造排水管网 提高截污效果[J]. 环境. 2003（03）
[2] 郑维水. 浅谈如何提高市政排水管网效能[J]. 福建建筑. 2007（08）
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一、电力经济调度的内容与方法
1.电力经济调度的内容
电力调度是指当居民用电超过一个限度的时候，适当的把企业用电限制并输送给居民用电。是近年来随着科技的不断发展，形成的现代化监测、控制、管理手段。电力经济调度主要包括以下几部分主要内容：（1）负荷经济分配：根据预测的负荷曲线，按经济调度原则，对水能和燃料进行合理规划和安排，分配各发电厂发电任务，提出各发电厂的日发电计划；指定调频电厂和调频容量，并安排发电机组的起停和备用，批准系统内发、输、变电设备的检修计划；对系统继电保护及安全自动装置进行统一整定和考核，进行系统潮流和稳定计算等工作，合理安排运行方式。[4]（2）机组组合：进行安全监控和安全分析：收集全系统主要运行信息，监视运行情况，保证正常的安全经济运行。通过安全分析（采用状态估计和实时潮流计算等应用技术）进行事故预想和提出反事故措施，防患于未燃。[5]（3）负荷预测：根据负荷变化的历史记录、天气预报、分析用电生产情况和人民生活规律，对未来24小时或48小时进行全系统负荷预测，编制预计负荷曲线，配备好相适应的发电容量。[6]
2.电力经济调度的方法
电力系统的计算机装备水平已大大提高，中小型机、微型计算机、路由器、交换机等设备装备级别不断更新提高。对于电网企业，提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。电力经济调度的主要方法流程为：（1）采集数据：由RTU收集站端（变电站OR电厂）的电气参数，包括开关位置、保护信号、电压电流等遥测数据。（2）传输信息：将RTU收集到的信息经过可靠的通道传送至主站系统（前置机、服务器），并传输主站下达的控制命令到战端。（3）数据处理：收集到的信息要经过处理、筛选、计算。（4）人机联系：将处理过的信息经由友好的界面呈现给用户，并实现遥控、遥调功能。其中离线调度计划的编制还主要是在考虑机组出力脸修、负荷预测结果、长期购电合同以及电力市场中标电量等综合因素的情况下依靠相关软件计算得出。如果在编制过程中发现不安全现象，需要人工进行调整，难以取得理想的调度计划。
二、当前基于多种算法的电力经济调度方法随着社会的发展，调度自动化形成了各种各样的优化方法。如启发式方法、混合整数规划法、动态规划法等。
1.启发式方法
启发式方法是早期使用的机组组合优化方法。典型的启发式方法是优先顺序法，这种方法是首先对机组依据发电费用指标进行排序，然后根据系统负荷需求按照发电费用指标由小到大的顺序投入机组。启发式方法没有严格的理论依据，依靠直观的判断或经验寻找最优解，计算速度快，占用内存少，但往往找不到最优解，可以说，它是以计算精度为代价来换取计算速度的。比如广东省节能发电调度的有效实施有赖于一套启发式方法的节能发电调度核心技术支持系统，涵盖节能发电调度日计划编制系统、燃煤机组烟气脱硫在线监测系统、热电联产机组热负荷实时监测系统、节能发电调度信息网站四大技术支撑体系。其对安装了脱硫设备的燃煤机组进行实时监测，一旦机组脱硫没有达到效率，系统就会亮黄灯，对其发电量就要进行实行考核，严重违规者甚至会被剔出调度表。
2.动态规划法
动态规划法是一个处理多阶段决策问题的方法，它将整个调度交易周期分解为若干个时段，每一时段为动态规划过程的一个阶段，各阶段的状态是该时段所有可能的开停机状态组合。电力调度数据专网就是动态规划法的重要成果，某某公司结合该地区电力通信网、自动化设备运行状况、重要变电站的分布情况制定了详细的数据专网双平面网络建设方案，并进行反复论证、修改，保障了网络结构合理，数据传输高效可靠。该工程的建成将使220千伏及以上变电站的调度数据通过两个完全独立的路由传送，满足调度多个业务系统对数据传输可靠性的要求，使变电站端至调度中心之间的数据传输更加安全、高效，为建设智能调度系统提供了强大的技术支撑。
3.Wallstor法
对于电力企业的特点和应用情况，Wallstor提出了电力企业网络存储的解决方案。方案可以实现安全、自动、易管理、可扩展的数据备份与应用容灾。Wallstor网腾WIP6系列IPSAN存储系统是基于iSCSI协议技术构建，完全兼容传统的以太网设备，可有效降低在存储连接设备方面的投资。在网络中增加一台IPSAN网络存储设备，通过千兆网络接口连接高速传输，将各个点的数据保存到I中，有效提高了数据的可靠性和可管理性。另外Wallstor网腾IPSAN存储系统能够支持多种RAID算法，保证了系统数据的安全性。WallstorIPSAN提供2个千兆网络接口，支持扩充多个网络接口，有效提高了数据的传输速度支持windows、MACOSX、Linux、Unix等不同操作系统，SQLServer、Oracle、ExchangeServer、SharePoint、Domino、DB2、ActiveDirectory、MySQL、Sybase等各种数据库Wallstor网腾IPSAN存储系统采用嵌入式的方式，从而最大限度的降低了因硬盘损坏而导致整个存储设备瘫痪的危险性，进一步保证了网络存储系统的数据安全性。IPSAN存储系统能够支持Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、Raid5with1spare及JBOD等多种Raid算法，保证了系统数据的安全可靠。
三、基于多种算法的电力经济调度体系建立
根据某某地区购电合同和市场竞标制定的年度、月度发电计划，综合考虑机炉检修、负荷预计、经济等因素生成日发电计划，并根据电网检修计划安排进行安全校核和修正。该系统将中长期发电量计划、负荷预测、日发电计划、电气检修综合管理系统和电力能量管理系统（ERS）中的安全分析功能有机结合，通过日常工作流程形成智能化工作链。该系统主要由EMS系统、调度实时信息平台、日用电负荷预测、发电计划编制四大部分组成。
1.DMIS系统
DMIS系统用于保障电网的安全稳定运行，系统中的负荷预测能够实现短期和超短期负荷预测，可预测未来1天或1周内的负荷，同时应具备历史负荷查询比较、负荷数据分析等功能。超短期负荷预测可实现对未来4小时内每5分钟的负荷预测。执行交易计划并依据交易计划控制AGC及实现其他辅助服务功能。记录机组起停、有功/无功出力及开关动作情况。为电能量考核结算系统提供带时标的系统环境数据，包括频率曲线、实际负荷曲线、实际出力曲线、备用容量曲线、电压曲线等。为即时信息系统和市场分析与预测系统提供负荷预测数据和分钟级的电网实时数据。
2.日用电负荷预测
本系统鉴于数据挖掘和软计算在电力系统广阔的应用前景和在负荷预测方面扎实的研究基础，自主开发了基于数据挖掘和软计算的短期负荷预测系统，通过对历史负荷曲线的分析比较，结合历史上典型的天气变化情况，初步找出负荷与天气之间的大致规律，确定采用基于数据挖掘和软计算的负荷特征点变化量预测的日负荷曲线绘制算法。该算法在预测理论上有较大的突破，在具体设计中充分融合了长期从事负荷预测工作的专家的丰富而有效的经验，预测准确度较之以往预测软件有一定的提高，取得了良好的效果。
3.日发电计划编制
日发电计划编制模块是为适应计划及市场两种运行模式下，对未来日机组的发电计划进行编制计算并下发。日发电计划的分配算法是本论文的核心算法。根据已有的文献资料，一般都是根据机组的电量计划约束、最大最小出力约束、上升下降速率约束、用电负荷需求约束等构建方程组，然后用数学规划方法进行求解。这样做的弊端是容易产生收敛问题从而导致无法求解。本论文汲取了已有算法的经验和教训，创新提出了两步走的计划生成方案。首先以等电量进度为目标，结合用电负荷需求计算出各机组的应发电量，然后按照发电量比例产生与统调发电曲线形状相同的初始机组发电曲线，再采用迭代修正的方法生成符合所有约束条件的全网机组发电计划。该算法避免了不收敛的问题，能够提供灵活方便的手段控制各机组的发电进度，取得了良好的运行效果。
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一、施工企业物流节点选址背景
1、现代物流管理对企业的意义
现代物流已被工人为是企业降低物质消耗、提高劳动生产率以外创造利润的第三个重要资源。国有企业在目前的发展阶段，面临着生产效率不高和效率低下的问题，物流无疑给企业的发展开辟了另一个全新、高效的途径。加快现代物流的发展，将有利于提高生产和流通领域的集约化程度，改善粗放型的经营和管理方式，促使国民经济持续、快速、健康地发展。
2、施工环境的复杂性
随着近年来公路公路施工对外发展脚步的加快，跨区域施工甚至跨国项目越来越多。项目施工作业环境复杂，更由于各地气候和地理环境多样性造成了施工项目中物流节点选择的难度增加。
3、项目物流节点选址的意义
由于物流节点的选择是整个项目网络优化的核心，项目物流成本的多少，与物流节点的选择有直接关系。作为施工企业，随着市场竞争的日益激烈，投标价格降低，人工、材料、管理等成本却逐年上升。企业利润空间被越级越小。在这种趋势下，如何利用好物流节点的选址，继而辐射到客户分配、路线优化，为建立一个完善、缜密、科学的项目物流网络做好基础，为施工企业在激烈的竞争中找到一条降低成本的捷径。
4、项目物流节点选址的现状
目前施工企业一般采取的“公司-项目-多个施工作业队”的施工模式，对于项目物流网络来说这种模式的优点在于：将传统的各级机构层层设立物资部门和施工现场层层设立场、库等部门变为三级管理机构，即决策、监督、管理层（母、子（分）公司企管部）-采购供应层（项目机料部门）-耗物层（施工队伍及个体）。这种体系的中心和重心是项目机料管理机构，体系运行的宗旨是为耗物层提供质优价廉、供货及时、服务周到的后勤供应。要实现这一目标周转、储存、加工的物流节点选择就显得至关重要。目前项目对于这些节点的选择，多是凭借经验，无法全面和科学的对其作出判断，这也就导致在施工过程中，出现线路不畅、成本增加等情况发生。
5、项目物流节点选址的影响因素
影响物流节点选择的因素很多，主要考虑自然环境（包括地势、水文、风向、自然植被、全年气候）、资源状况、交通情况、内部分配、节点选址影响因素的权衡。
二、施工企业物流节点选址的做法
1、根据工程情况，确定物流节点。
施工企业工程种类繁多，侧重点多有不同。根据工程实际情况确定物流节点。比如结构物多的项目选取钢筋等物资存放点、混凝土拌合站、料场、梁场、预制场作为物流节点；路面项目将水稳拌合站及料场、沥青拌合站及料场作为物流节点。
2、引入固定选址和动态选址的概念
固定选址和动态选址是根据项目的不同进行划分，一般来说，占用项目时间较长并且固定在某一位置就可以完成整个项目该节点提供服务的部分或者大部分工作量的节点可以作为固定选址，如拌合站、梁场等。当在较长时间施工过程中，某些节点为保证各时间段的选址都是最优的，需要确定一个随着时间变化的选址布局，这是动态选址，如材料仓库、设备存放点、临时料场等。
3、如何确定某一物流节点使用何种选址方法
项目施工中某些节点投资成本高，不易迁移。在项目施工过程中移动选址所节约的物流费用较迁移、安装费用低，这种情况我们选择固定选址。比如沥青拌合站，由于可以把建站土地使用费、拌合站的运输拆装费、电力设施的安装费、料场的规划、储料棚的建立、污染物的处理、土地复耕费、料场的硬化等费用综合计算出每处沥青站的费用为A，另外计算动态选址成本节约数进料物流成本节约数、出料物流成本节约数、其他节约费用相加之和为B，在A-B大于零的情况下，选择固定选址法，反之就使用动态选址法。
4、如何进行固定选址
4.1根据不同类型的节点确定备选点。
固定选址需要根据节点的功能，通过实地考察，将适合该节点选址的位置进行标注，作为备选点。
备选点选择需要考虑的因素：用地面积、地形地貌、交通、周边环境、水稳、风向、水源、阳光、污染物处理。
4.2固定选址的方法
基于层次分析法：如某项目建立混凝土拌合站，备选地点有1、2、3……8，共八个，为了评定8个备选点的优劣，首先根据项目建立拌合站的目的拟定了评价指标。本项目选择评价因素包括自然环境、交通运输、居民情况、候选地块、污染因素的影响、公共设施六个方面来评价（可根据项目实际情况进行加、减），评价因素和评价标准见下表2-1，根据这些评价因素和评价标准建立的三级指标模型见表2-2。
表2-1拌合站选址的考虑因素和评价标准
表2-2三级指标模型
根据专家评价法确定判断矩阵，首先从第三级指标开始，接着确定第二级指标对应的判断矩阵，最后确定第一级指标的权重。
（1）、构造判断矩阵S-T并检验其一致性。
（2）、判断矩阵F-S及其一致性检验。
（3）、针对选址目标的判断矩阵及其一致性检验。
表2-3三级指标权重分配
8个备选点根据权重分配进行计算，分数最高者为该拌合站最佳位置。
成本最小值法：同样以某项目建立混凝土拌合站为例，备选地点有1、2、3……8，共八个，我们可以根据8个备选点实际情况计算该拌合站的临建费用(A1、A2、A3……A8 )，再根据该拌合站设计产出混凝土方量计算原材料成本、拌合成本、成品料运输成本(B1、B2、B3……B8 )，再加上备选点发生的其他费用的预计，比如污染物清理等(C1、C2、C3……C8 )。将三项费用相加，费用最低者为最佳选址方案。
5、如何进行动态选址
假设某一公路施工企业已承接建设一段工程，该企业物资管理部门需要规划在整个施工期的材料存储设施选址方案。根据施工计划及企业自身的情况，将整个工期分成3个阶段，通过考察得出整个工期中有3 个点可作为材料的存储设施地址，各阶段的最优选址 依次为A 、B、C，各最优选址的成本折现值见表5-1 (成本包括库房成本、物流成本、人力成本及管理费用等)。另外，整个施工期内定位在其他位置的相关成本现值也给定在表5-1中。设任何一阶段从一个地点转移到另一个地点的转移成本为5万元，资金的贴现率为10％。现在的问题就是找出这些最优选址被选地点随时问变化的最优组合序列，以使整个施工期内的累积总成本最小 。
表5-1整个施工期内各选址方案各个阶段的最低成本现值 （万元）
注：沿对角线所列的是施T 期内各个阶段的最优选址对应的最小成本现值 。
为了克服静态模型能得到各个年度的最优选方案、但不能保证规划期内总体最优的弊端，引入的模型必须根据需求和成本随时间变化来确定选址方案。这是个多阶段决策问题，根据最优性原理，选址决策序列在变化的状态中产生出来，这就是动态规划模型。
5.1构造动态规划求解模型
5.1.1将问题按规划期间分解成3个时间阶段的子问题t(t=1，2，3 )。
5.1.2状态变量。设St表示第t阶段选定的地址，St的可能取值集合为 {A ，B ，C}。
5.1.3决策变量。在每一状态St下的决策为Ht(St)，Ht(St)的取值属于集合 {A ，B ，C}。
5.1.4状态转移方程。St+1= Ht(St)。
5.1.5指标函数。第t阶段的指标函数Vt， 3 (St，Ht，St+1，…，S3 ) 表示在第t阶段由状态St到决策Ht(St)及所有后续阶段的累积利润现值。
5.1.6最优值函数。Ft(St) =max [Vt(St，Ht)+at Ft(St)]。其中，Ft(St)表示第t阶段的阶段指标,边界条件为F4(S4) = 0。
5.1.7按照动态规划整体最优、逆序求解的思想分别求出各阶段的决策Ht(St)，然后顺序排列得到整个过程的最优策略M1,3= { H1(S1), H2(S2), H3(S3)}。
5.2具体计算过程
5.2.1先考虑t=3时,在第3阶段初期，搬迁成本的现值为5/(1+0.1) 2=4.13(万元)，各选址方案在第3阶段的成本费用见表5-1。设第3阶段初期存储设施的选址位于点A，进行各方案的评估计算得表5-2所示。
表5-2第3 阶段初期存储设施位于A 点的成本费用计算 (万元)
由表5-2可以看出，如果第3阶段初期存储设施位于A点，那么就该搬迁到C点以使成本最小化。继续对第3阶段的其他选址点做类似计算，得到各方案及其相应成本记录在表5-2中。
由表5-2可以看出，方案A―C的成本费用最小，即F3(A)=44.13，H3(A)=C。同理，对第3阶段初期存储设施分别位于B、C 时进行评估计算可得，F3 (B) = 45, F3 (B)=B; F3 (C)=40，H3 (C)=C。
5.2.2在对第3阶段以外其他各阶段的各种方案进行计算时，还必须考虑之后各阶段累积的成本。当t=2 时，对第2阶段中的选址点B进行计算。搬迁成本的现值为5/(1+0.1) =4.55 (万元)。选址点的成本费用见表5-1，随后阶段的累积成本如表5-4。可以计算出各选址点的累积成本，见表5-3。
表5-3 第2 阶段初期存储设施位于B 点的成本费用评估计算(万元)
由表5-3可以看出，方案B―B 的累积成本最小，即F2 (B) =80，H2(B)= B。同理，可以计算出其他位置点的累积成本。
5.2.3 类似地，可以分别求出其他阶段的最优选址决策，即相应的Ft(St)和Ht(St)，见表5-4，并从表中找出最优动态选址方案。
表5-4动态选址法选址运算结果 (万元 )
表5-4包含了确定最优选址一再选址方案所需的全部信息。假设存储设施初期可以位于任何地方，则从表4的第二列可以看出，104.55万元是最优选址方案的最小累积成本总合。因此，把存储设施的初期选址设在A 点，又H1(A) =A，所以第 1阶段仍然选择A 点。同理，可推出其他阶段的选址分别为B、C。整个施工期内的最优选址布局方案如表4中箭头所示的A―B一C ,即第1、2 、3阶段的最优选址依次为A、B、C通 过实施这一选址方案可以使该施工企业在施工期内的总成本最低 。
6、对于选址后物流节点布局的控制
在完成物流节点的选址后，对于节点的内部布局控制又成为降低成本的另一重要环节。要在物流节点所承担的职能和功能定位的基础上，分析内部作业区的需求，合理设置作业区，并明确各区域具备的物流功能及能力。
6.1根据流程分析确定作业区域
根据施工企业项目物流节点的不同，分析材料的进、出以及中间加工环节的施工工艺，并按进-存-加工-运出进行流程分析，确定作业区域。
6.2根据节点物流进出能力确定作业区域大小
根据项目的实际情况，计算该节点每天材料的吞吐量（根据材料进出总量、运力、时间进行计算），并考虑相关因素，计算该物流节点存储量，并确定仓储区的面积。另外根据设备大小等确定生产区的面积。
6.3物流节点的作业能力平衡
为了最大程度降低物流成本，科学管理，尽量做到物流节点的作业能力平衡，这样可以最大程度的降低仓储成本，降低资金占用率。
6.4物流节点布置细节上的优化
确定物流节点及作业区的面积，在布局上根据施工单位的施工现状可以在很多细节上进行改进，从而取得相当好的经济效益，这就需要项目管理人员多观察、多动脑，合理规划。以下举几个施工中常见的例子：比如在拌合站料场确立后，应据拌合站上料台的位置对各种材料存放区进行合理规划，一般来说，以上料台为参照物，按照配合比及各种半成品料数量的乘积中数量最大的作为存料中心，依次向两边交替布设，才能使铲运设备发挥最大的经济效益，这一点在施工中往往被忽略，总感觉无所谓。其实不然，一般工程砼方量在3万立方左右，石子耗用数量约为3万立方，若用30装载机则需铲2万次，每次运距差5米，大家可以算其多耗油量及设备折损，一个工程如此，多个工程呢。尤其是对路面工程，方量更大，如果规划不好，其差额会更大。另外不同的材料，应根据其加工途径及方式的不同，选择合理的储存地点；一是减少二次倒运，二是节约其他材料的耗用。在工程实际中也曾遇到这种情况，某些工程项目地处山区，常年雨水较多，场地规划时将水稳材料储存于高处，面层用料储存于低洼处，致使集料长期饱受积水浸泡和雨淋，造成燃料油超耗严重。
三、通过对项目物流节点的科学规划取得的成效
1、对物流节点的科学规划逐步成为项目施工重点
随着工程施工项目的发展，项目管理逐步向精细化管理发展，对于能够给施工项目降低成本、提高效益的方式方法都成为各个相关企业提升的重点。对于项目物流节点的把控，更是项目经理重点研究的方向。随着物流成本的逐年增大，对于科学选择物流节点的意义会越来越大。
2、项目实施过程中获益匪浅
项目在实施过程中，通过科学选址，对比以往同类型项目，在材料的消耗、设备的单机油耗、成品的运输等方面都有更强的竞争力。在市场竞争日益激烈的环境中，通过不断地强化管理、科学管理，才能使公司更加有竞争力。
3、调动了员工的积极性，拓宽了员工思维
在科学规划方面，项目一直鼓励员工进行发散思维，对于能提好的建议者，项目上予以奖励。从而激发了员工的对科学管理的兴趣，调动了积极性，拓宽了思维。
4、通过现代物流理念的导入，使公司更加注重物流人才的培养同时也加大物流管理方面的创新探索。
参考文献：1、董祥俊、徐杰。物流基础设施网络节点的动态选址问题研究[J]物流科技，2006年第10期；01-04
2、罗纳德.H.巴罗(美)王晓东等译.企业物流管理 -供应链的规划、组织和控制[M].北京:机械工业出版社,2002:
3、徐利民,马良成,方芳.仓储中心的动态规划选址及应用[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2003,27(2):
篇10
关键词：城市给排水；管网；优化配置；运行
前 言
城市化水平的提高对基础设施的完善提出了更高的要求。市政给排水管道和人们的生活息息相关，它对城市的发展有着重要影响。城市给排水系统包括管道、泵塔、水塔、调节阀、沉淀池等多种输送水系统。任何一个环节出现问题都会直接影响到整个管网系统的正常运转。在某一管段设计中，当流量确定后，在满足设计规范要求的管径和坡度的各种组合，所取得管材费用和数设费用的平衡。然后在整个市政给水排水管网中，其优化设计措施必须做到多层次、多角度。
我国城市给排水系统还不是很完善，很多城市还在使用20世纪排水管道，严重制约了给排水的效率。2011年，北京、武汉等地暴雨排水不畅导致市区出现“看海”事件，给人们的生活带来损失和不便。为了避免此类事情的发生，城市给排水要进行优化配置、改建，甚至新建。在优化给排水方案的时候要根据各个工程的复杂性、特殊性、环境情况等进行具体问题具体分析，保证在安全可靠、正常运行的情况下选择经济合理的排水方案。
1 城市市政给排水管网的优化配置与管理措施
1.1 系统布局优化
城市规划的发展促进了市政给排水管网的规范性和合理性。而市政给排水的规划也要在符合城市总体规划和分期建设的布局要求下，进行供水系统管网布局。
在城市当中，给排水管网设计是否合理直接影响了供水、排水情况。市政给排水管网布局的原则是：更多考虑布局的发展空间，给排水管网均匀分布在整个区域内并确保每个用户都有足够的水量和水压力；在保证供排水正常的情况下，最大限度缩短管道铺设的距离，线路做到简短、高效，降低供水管网的成本；根据地形、水位置、水消耗、水分布，考虑分区发展；综合考虑给排水区域的地形地貌、水源条件、河流、调节池位置、沉淀池位置，还要考虑到公路、铁路、建筑等一些列市政设施的影响。尽量能够满足城市所需水量、水压要求，避免影响到其他设施。
1.2 管线优化
管线设置是给排水管网的基础，也是重要部分。首先给排水要有系统、科学的规划布局。管线平面优化布置的原则是工程量小、流水畅通、节省能量。利用三权值能够对管径、深度、泵站进行优化配置。
管网运行要从管网的可行性和经济性出发，结合经典算法和新型算法辅助设计。典代表理论有线性规划、非线性规划、动态规划法等；现代科学发展，衍生出很多新型算法。新型算法主要有遗传算法、人工神经网络法、动态规划、模糊数学、遗传算法相结合的方法，以及MATLAB、地理信息系统（GIS）等计算。
1.3 管材的优化
管道的性能是影响给排水管网质量的一个关键性因素。市政给排水管道工程目前用到的管道类型有球墨铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、塑料管及复合管。不同的管道材料有不同的性能，适合不同的给排水工程。在设计的过程中，工程师要分析管道承受压力和外部负载、地质和施工条件、市场供应情况及管道材料，确保管道性能符合管网要求。
影响管道本身质量的一个重要条件是耐腐蚀性。城市要确保输送水质量清洁无污染就要避免管道出现腐蚀，影响水质。使用的管道要有良好的耐腐蚀性，供水管道内壁光滑，无有害物质析出。
积极使用新管材。污水管道设计中新管材比如PCCP管、PVC-U管、PE管、聚丙烯等新型塑料复合管，管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便，都可以再排水系统中进行优化推广。
1.4 旧管网的优化改造
旧管网改造首先要对排水系统进行整体分析。给排水管道布置要符合城市或者区域总体规划需求，充分考虑原有管网体系的对接需要。给排水历史较长的城市，应分新、旧管网区域分别编制规划。改建或者扩建管网设置要充分利用原有管道，节省工程量和资金。
对管网重点区域进行有计划摸排，找出“明漏”和“暗漏”位置。老化严重、漏损严重的管道，用新管代替。新管的质量要合格检验，选择耐压性好、抗腐蚀性强的管道，保证可靠性。
给排水管网通常和电信管线、自来水管线、燃气管线出现交叉和高程冲突，有可能破坏给排水管道的整体性与密闭性，影响管道的使用寿命。要在工期、施工难度的允许下尽可能对这些管线进行迁移或者改线，消除高程冲突，满足排水管道的施工空间要求。同时，为今后市政管线建设中尽量避免高程冲突。
1.5 完善给排水系统功能
（1）提高给排水系统的监测水平。信息化的发展促进了管网的信息化管理。新管布置完毕后要对新管进行实时监测，更新管网信息，并将历史数据也导入进去，形成一个计算机信息体系。加大信息管理的资金投入，运用信息化技术，缩短对信息更新和快速处理的过程，为管网防护工作进一步展开打下基础。在各工程施工过程中，首先取得新管相应信息，提前做好防护工作。用科学技术手段进行流量监控，及时预警，随时掌握管网中的流量液位。在发生爆管的时候能够根据监测数据及时进行报警维修处理。
（2）根据当地气候气象，测算合理的降水量，确保市政雨污分流工作的有效展开。排水管道、出水口、泵站的标准系数不仅要考虑市政管网排水能力，还要在动态监测和测算在最新气象趋势背景下降水量的波动。
（3）制定管网污染防范策略。城市管道淤积以及渗透泄漏会对城市的正常运行产生诸多不便，很多南方水厂在排涝期间水质恶化、排水不畅都能引发供排水危机。因此，城市管网污染首先要做好监控和防范策略，对城市重点地段架设监测系统，以实时、准确地监测城市污水管道负荷。另外，还应该对给水系统设计备用取水口，应急水源等，以保证整个城市的给水系统能正常工作。
1.6 市政给排水管网的管理
市政给排水管网施工要建立系统的质量管理体系，各级施工队伍要从上到下进行严格的质量控制。提升管理水平，建立城市给排水管网的计算机网络监控系统和中央调配系统，合理调配污水资源，利用现代高科技管理手段对地下管道实时排查、诊断；明确各级质安员的职责范围，从上到下成质量控制网络，健全各项质量管理制度；确立工程质量检查制度，工程施工资料整编交付办法都要详细规定，对具体的工程项目各道工序要有明确的内检标准和详细的工艺要求。
2 总 结
给排水管网的优化配置和管理是一项庞大、系统的工程，要使管网能够达到高效优质、降低投资、节约能量的目的，需要在科学合理的设计方案前提下，注重施工环节，提高施工质量，运行现代化科学技术。在工程中要以稳定、合理、成本最优化、旧管合理升级、污染处理、紧急处理为综合考虑方向。保证达到降低资源、保证运行的目标，保障人们的生活质量。
参考文献
