格拉廷·邦文;索菲·德马西;安德里亚·洛迪 基于LP/NLP分支和边界的饮用水分配网络中的泵调度。 (英语) Zbl 1487.90273号 最佳方案。工程师。 22,第3期,1275-1313(2021). 摘要:本文提供了一种计算饮用水管网中水泵调度问题全局最优解的新方法。设计了原非凸公式的定制整数线性松弛,并通过分支定界求解,其中整数节点通过非线性规划进行研究,以检查非凸约束的满足情况并计算实际成本。这种通用方法可以处理多种网络,例如变速泵。我们还建议将其专门化为网络的一个常见子类,使用几种改进技术,包括一种新的原始启发式来修复近可行整数松弛解。我们的方法是根据文献中的各种案例研究进行数值评估,并与最近报告的结果进行比较。 引用于1文件 MSC公司: 90B35型 运筹学中的确定性调度理论 90立方厘米 混合整数编程 90立方 非线性规划 90C57型 多面体组合学,分支与绑定,分支与切割 90 C59 数学规划中的逼近方法和启发式方法 90B10型 运筹学中的确定性网络模型 90C26型 非凸规划,全局优化 软件:EPANET公司;邦明;皮奥莫;古罗比;BARON公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{G.Bonvin}等人,Optim。工程22,编号3,1275--1313(2021;Zbl 1487.90273) 全文: 内政部 链接 参考文献: [1] 巴拉斯,E。;Jeroslow,R.,单位超立方体上的规范切割,SIAM J Appl Math,23,61-69(1972)·Zbl 0237.52004号 [2] 贝洛蒂,P。;柯奇斯,C。;莱弗,S。;林德拉斯,J。;卢埃特克,J。;Mahajan,A.,《混合整数非线性优化》,《数值学报》,22,1-131(2013)·Zbl 1291.65172号 [3] Bonami,P。;比格勒,LT;连接器,AR;Cornuéjols,G。;格罗斯曼,IE;莱尔德,CD;Lee,J。;洛迪,A。;Margot,F。;Sawaya,N。;Wächter,A.,凸混合整数非线性规划的算法框架,离散优化,5,2,186-204(2008)·Zbl 1151.90028号 [4] 邦文,G。;Demassey,S。;Le Pape,C。;马伊齐,N。;Mazauric,V。;Samperio,A.,一类分支水网络中水泵调度的凸数学程序,Appl Energy,1851702-1711(2017) [5] 布拉加利,C。;达姆布罗西奥,C。;Lee,J。;洛迪,A。;Toth,P.,《关于配水管网的优化设计:实用MINLP方法》,Optim Eng,13,2,219-246(2012)·Zbl 1293.76045号 [6] Burgschweiger,J。;Gnädig,B。;Steinbach,MC,大型饮用水管网运行规划的非线性规划技术,开放应用数学J,3,14-28(2009)·Zbl 1322.90013号 [7] Burgschweiger,J。;Gnädig,B。;Steinbach,MC,《饮用水管网运行规划的优化模型》,Optim Eng,10,1,43-73(2009)·Zbl 1273.76072号 [8] Carlson,R.,《证明泵上可调频率驱动的正确节能计算方法》,IEEE Trans Indus Appl,36,6,1725-1733(2000) [9] 科斯塔,LHM;德阿泰德,普拉塔B。;HM拉莫斯;de Castro,MAH,《配水管网中水泵优化调度的分枝定界算法》,《水资源管理》,30,3,1037-1052(2016) [10] 达姆布罗西奥,C。;Lodi,A.,《混合整数非线性编程工具:更新的实践概述》,Ann Oper Res,204,1,301-320(2013)·Zbl 1269.90067号 [11] 达姆布罗西奥,C。;Frangioni,A。;自由,L。;Lodi,A.,《关于间期次梯度和非好切割》,《Oper Res Lett》,第38、5、341-345页(2010年)·兹比尔1202.90238 [12] 达姆布罗西奥,C。;洛迪,A。;威斯,S。;Bragalli,C.,《水网络优化中的数学规划技术》,《欧洲运营研究杂志》,243,3,774-788(2015)·Zbl 1346.90211号 [13] Dan T,Lodi A,Marcotte P(2018)一类具有平衡约束的混合整数规划的精确算法。技术报告DS4DM-2018-010,埃科尔蒙特勒理工学院·Zbl 1458.90482号 [14] de La Perriére L、Jouglet A、Nace A和Nace D(2014)《水资源规划与管理:实时水泵调度问题的扩展模型》。摘自:《水信息学进展》,第153-170页。柏林施普林格 [15] Eck Bradley J,Mevissen M(2012)供水网络中的阀门布置:具有二次管道摩擦的混合整数非线性优化。技术报告、IBM研究报告 [16] 欧洲委员会。2030年能源战略(2014)ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-strategy/2030-energy-trategy[访问时间:2017年4月18日] [17] 联邦经济事务和能源部(BMWi)(2014)《德国能源转型电力市场》(绿皮书) [18] Feldman M(2009)《供水系统能效方面》。内容:第五届国际水协会减少水损失专家会议。第85-89页,南非开普敦 [19] 盖勒,B。;科尔布,O。;朗·J。;Leugering,G。;马丁。;Morsi,A.,《动态运输网络优化的混合整数线性模型》,《数学方法——Oper Res》,73,3,339-362(2011)·Zbl 1245.90070号 [20] B.加达。;Naoum-Sawaya,J。;Kishimoto,A。;北塔赫里。;Eck,B.,水网络中水泵调度问题的拉格朗日分解方法,《Eur J Oper Res》,241,249-501(2015)·Zbl 1339.90135号 [21] 贾科梅洛,C。;Z.卡普兰。;Nicolini,M.,《有效水泵调度的快速混合优化方法》,《水资源规划管理杂志》,139,2,175-183(2013) [22] Gleixner,A。;持有,H。;黄,W。;Vigerske,S.,《走向供水网络的全球优化运行》,数字代数控制优化,2,4,695-711(2012)·Zbl 1269.90083号 [23] Gleixner,A。;Berthold,T。;米勒,B。;Weltge,S.,《基于优化的约束收紧的三大改进》,《全球优化杂志》,67,4,731-757(2017)·兹比尔1369.90106 [24] 古罗比优化公司(2016)古罗比优化器参考手册 [25] 哈特,WE;莱尔德,CD;Watson,J-P公司;半月,DL;佐治亚州哈克贝尔;尼科尔森,BL;Siirola,JD,Pyomo-optimization modeling in python(2017),柏林:施普林格出版社,柏林·兹比尔1370.90003 [26] 亨波拉,J。;Serrano,F.,天然气管网设计中MINLP的充分修剪条件,EURO J Comput Optim,5,1-2,239-261(2017)·Zbl 1368.90114号 [27] Humpola J,Fügenschuh A(2013)非线性网络设计问题的一类新的有效不等式。技术报告,柏林Zuse研究所·Zbl 1337.90072号 [28] 克拉科夫斯基,V。;阿苏穆,E。;Mazauric,V。;Maízi,N.,《到2050年法国实现40-100电力供应的可行路径重印:前瞻性分析》,《应用能源》,1841529-1550(2016) [29] 肯塔基州兰塞;Awumah,K.,《考虑泵开关的最佳泵操作》,《水资源计划管理杂志》,120,1,17-35(1994) [30] López-Ibáñez,M。;TD普拉萨德;Paechter,B.,《给水管网中水泵优化控制的蚁群优化》,《水资源规划管理杂志》,134,4,337(2008) [31] Mala-Jetmarova,H。;北苏丹诺娃。;Savić,D.,输水系统优化中的迷失?《系统运行的文献综述》,Environ Modell Softw,93,209-254(2017) [32] McCormick,G。;Powell,R.,《通过模拟退火推导配水的近最优泵计划》,J Oper Res Soc,55,7,728-736(2004)·邮编1095.90044 [33] Menke R、Abraham E、Stoianov I(2016年),变速泵优化调度建模。摘自:世界环境和水资源大会,第199-209页 [34] Menke,R。;亚伯拉罕·E。;帕尔帕斯,P。;Stoianov,I.,通过水泵调度演示配水系统的需求响应,Appl Energy,170,377-387(2016) [35] Menke,R。;亚伯拉罕·E。;帕尔帕斯,P。;Stoianov,I.,《用分支定界法探索配水网络中的最优水泵调度》,《水资源管理》,30,14,1-17(2016) [36] Morsi A,Geißler B,Martin A(2012)供水网络的混合整数优化。摘自:《水网络的数学优化》,第35-54页。柏林施普林格·Zbl 1259.90076号 [37] Naoum Sawaya,J。;B.加达。;Arandia,E。;Eck,B.,《水泵调度和管道更换问题的模拟优化方法》,《欧洲运行研究杂志》,246,1,293-306(2015)·Zbl 1346.90553号 [38] 诺尔特,J。;Papa,F.,配水系统泵的生命周期评估,《水资源规划管理杂志》,141,12,A4015004(2015) [39] 奥姆斯比,L。;Lansey,K.,《供水泵送系统的优化控制》,《水资源规划管理杂志》,第120、2、237-252页(1994年) [40] 奥姆斯比,L。;沃尔斯基,T。;蔡斯,D。;夏普,W.,《提高水泵运行效率的方法》,《水资源计划管理杂志》,115,2,148-164(1989) [41] 佩奇,F。;亚伯拉罕·E。;Stoianov,I.,供水网络优化问题的二次水头损失近似,《流体信息学杂志》,19,4,493-506(2017)·Zbl 1375.90227号 [42] 克萨达,I。;Grossmann,IE,凸MINLP优化问题的基于LP/NLP的分枝定界算法,计算化学工程,16,10-11,937-947(1992) [43] Raghunathan,A.,非线性网络设计的全局优化,SIAM J Optim,23,1,268-295(2013)·Zbl 1270.90036号 [44] Rao,Z。;Alvarruiz,F.,《使用人工神经网络获取传统液压仿真模型的领域知识》,《流体信息学杂志》,9,1,15-24(2007) [45] Rossman L(2000)EPANET 2:用户手册 [46] Sahinidis N(2017)BARON 17.8.9:混合整数非线性程序的全局优化,用户手册 [47] Salgado-Castro RO(1988)使用梯度法对供水管网进行计算机建模。纽卡斯尔大学博士论文 [48] SEMO(2016)单一电力市场运营商 [49] Shi,H。;You,F.,供水系统调度的能量优化:新型MINLP模型和高效全局优化算法,AIChE J,62,12,4277-4296(2016) [50] A.辛普森。;Dandy,G。;Murphy,L.,《遗传算法与其他管道优化技术的比较》,《水资源规划管理杂志》,120,4,423-443(1994) [51] 斯科沃科夫,P。;Paluszczyszyn,D。;Ulanicki,B.,《复杂大型配水系统中压力方面的泵计划优化》,《饮用水工程科学》,7,1,53-62(2014) [52] 史密斯,E。;Pantelides,C.,非凸MINLP的全局优化,计算化学工程,21,S791-S796(1997) [53] Thorsteinson E(2001)分支与检查:混合整数编程和约束逻辑编程的混合框架。在约束编程原理与实践国际会议(CP'01)上,计算机科学讲稿第2239卷,第16-30页·兹比尔1067.68677 [54] 托迪尼,E。;Pilati,S。;布莱恩,C。;Chun-Hou,O.,《管网分析的梯度算法》,《供水中的计算机应用:第1卷-系统分析与模拟》,1-20(1988),英国汤顿:研究出版社,英国汤敦 [55] van Zyl,J。;Savić博士。;Walters,G.,《使用混合遗传算法优化配水系统的运行》,《水资源规划管理杂志》,130,160-170(2004) [56] Verleye,D。;Aghezzaf,E-H,《大型供水网络中优化生产和分配操作:分段线性优化方法》,《国际生产研究杂志》,第51、23-24、7170-7189页(2013年) [57] TM沃尔斯基;唐尼·布里尔(Downey Brill Jr,E.)。;Gessler,J。;古尔特,IC;RM杰普森;兰西,K。;Lee,H-L;利伯曼,JC;梅斯,L。;Morgan,DR,《网络模型之战:结局》,《水资源计划管理杂志》,第113期,第2期,第191-203期(1987年) 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。