目錄
前言
第一章 緒論 1
第一節(jié) 概述 1
一、系統(tǒng)的概念 1
二、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 2
三、系統(tǒng)的屬性 3
四、系統(tǒng)的類(lèi)型 4
五、系統(tǒng)的模型化方法 5
六、系統(tǒng)模型的優(yōu)化方法 7
第二節(jié) 水資源系統(tǒng)的優(yōu)化及其應(yīng)用軟件 7
一、水資源系統(tǒng)的概念 7
二、水資源系統(tǒng)的優(yōu)化 9
三、水資源系統(tǒng)優(yōu)化的研究進(jìn)展 11
四、應(yīng)用軟件 12
第三節(jié) 本書(shū)的主要內(nèi)容 27
習(xí)題 28
第二章 水資源系統(tǒng)線(xiàn)性規(guī)劃模型及其應(yīng)用 29
第一節(jié) 概述 29
一、線(xiàn)性規(guī)劃模型的實(shí)例 29
二、線(xiàn)性規(guī)劃模型的一般形式 31
三、線(xiàn)性規(guī)劃模型的標(biāo)準(zhǔn)型 32
第二節(jié) 線(xiàn)性規(guī)劃模型的有關(guān)概念及解的基本性質(zhì) 33
一、線(xiàn)性規(guī)劃的有關(guān)概念 33
二、線(xiàn)性規(guī)劃的圖解法 34
三、線(xiàn)性規(guī)劃解的幾種情況 36
四、線(xiàn)性規(guī)劃的基本定理 37
第三節(jié) 單純形法 38
一、單純形法的基本思路 38
二、單純形法的基本原理 38
三、單純形法的計(jì)算過(guò)程 41
四、單純形高斯消去法舉例 41
五、單純形表 42
六、確定初始基可行解的人工變量法 43
第四節(jié) 修正單純形法 47
一、修正單純形法的基本思路 47
二、修正單純形法的計(jì)算步驟 47
三、可行基B 逆矩陣的求解方法 47
四、修正單純形法的計(jì)算實(shí)例 48
第五節(jié) 隨機(jī)線(xiàn)性規(guī)劃模型 51
一、概率規(guī)劃 52
二、機(jī)會(huì)約束規(guī)劃 52
第六節(jié) 線(xiàn)性規(guī)劃模型及其計(jì)算機(jī)求解的應(yīng)用實(shí)例 54
一、流域規(guī)劃問(wèn)題 54
二、水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度最優(yōu)供水問(wèn)題 58
三、水資源優(yōu)化配置問(wèn)題 62
習(xí)題 66
第三章 水資源系統(tǒng)線(xiàn)性規(guī)劃的對(duì)偶模型及其應(yīng)用 69
第一節(jié) 概述 69
一、線(xiàn)性規(guī)劃對(duì)偶問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型 69
二、原問(wèn)題與對(duì)偶問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的類(lèi)型 72
三、對(duì)偶問(wèn)題的性質(zhì) 76
四、原線(xiàn)性規(guī)劃(LP)與其對(duì)偶模型(LD)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 77
第二節(jié) 對(duì)偶單純形法 78
一、對(duì)偶單純形法的概念 78
二、對(duì)偶單純形法的計(jì)算步驟 78
三、影子價(jià)格 80
第三節(jié) 靈敏度分析 82
一、資源向量的變化對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃模型解的影響 83
二、價(jià)值向量的變化對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃模型解的影響 85
三、約束條件中系數(shù)矩陣的變化對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃模型解的影響 86
四、增加決策變量對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃模型解的影響 86
五、增加約束條件對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃模型解的影響 89
第四節(jié) 對(duì)偶模型的實(shí)例應(yīng)用 89
一、水電站發(fā)電的水價(jià)制定問(wèn)題 89
二、水源地的供水問(wèn)題 91
習(xí)題 92
第四章 水資源系統(tǒng)整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃模型及其應(yīng)用 94
第一節(jié) 概述 94
一、整數(shù)規(guī)劃的概念與類(lèi)型 94
二、整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型 94
三、整數(shù)規(guī)劃的求解方法 95
第二節(jié) 分支定界法與割平面法 97
一、分支定界法 97
二、割平面法 100
第三節(jié) 0-1 型整數(shù)規(guī)劃及指派問(wèn)題 103
一、0-1 型整數(shù)規(guī)劃 103
二、指派問(wèn)題 107
第四節(jié) 整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的實(shí)例應(yīng)用 112
一、投資建設(shè)項(xiàng)目的選址問(wèn)題 112
二、投資建設(shè)項(xiàng)目選擇問(wèn)題 116
三、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)次序優(yōu)化問(wèn)題 117
四、工程建設(shè)中材料的優(yōu)化問(wèn)題 122
習(xí)題 124
第五章 水資源系統(tǒng)非線(xiàn)性規(guī)劃模型及其應(yīng)用 126
第一節(jié) 概述 126
一、非線(xiàn)性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型 127
二、非線(xiàn)性規(guī)劃的圖解法 128
三、非線(xiàn)性規(guī)劃的類(lèi)型與特點(diǎn) 130
四、非線(xiàn)性規(guī)劃的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 130
第二節(jié) 一維最優(yōu)化搜索方法 133
一、解析法 134
二、消去法 136
三、多項(xiàng)式插值法 137
第三節(jié) 無(wú)約束非線(xiàn)性規(guī)劃的解析搜索法 138
一、梯度法 139
二、牛頓法 141
三、共軛梯度法 142
四、變尺度法 143
五、解析搜索法小結(jié) 146
第四節(jié) 無(wú)約束非線(xiàn)性規(guī)劃的直接搜索法 146
一、坐標(biāo)輪換法 146
二、模式搜索法 147
三、單純形搜索法 149
四、共軛方向法 151
第五節(jié) 有約束非線(xiàn)性規(guī)劃的求解方法 152
一、約束非線(xiàn)性規(guī)劃的可行方向與起作用約束 153
二、拉格朗日乘子法 154
三、約束極值的最優(yōu)性理論(Kuhn-Tucker 理論) 155
四、罰函數(shù)法 158
五、二次規(guī)劃 162
第六節(jié) 非線(xiàn)性規(guī)劃模型的實(shí)例應(yīng)用 165
一、非線(xiàn)性回歸分析問(wèn)題 165
二、灌溉水量的合理分配問(wèn)題 168
三、河流水質(zhì)規(guī)劃問(wèn)題 169
四、城市排水方案的優(yōu)化問(wèn)題 170
習(xí)題 172
第六章 水資源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型及其應(yīng)用 175
第一節(jié) 概述 175
第二節(jié) 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本原理和基本方程 176
一、多階段決策過(guò)程的數(shù)學(xué)描述 176
二、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本概念 177
三、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本原理 179
四、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本方程 179
五、動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的基本形式 180
六、建立動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的一般步驟 180
七、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的優(yōu)越性和局限性 181
第三節(jié) 確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型及其實(shí)例應(yīng)用 181
一、最優(yōu)線(xiàn)路問(wèn)題 182
二、資源優(yōu)化分配問(wèn)題 186
三、水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型 191
第四節(jié) 隨機(jī)性動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型及其實(shí)例應(yīng)用 198
一、多階段決策過(guò)程中的隨機(jī)性 199
二、隨機(jī)最優(yōu)策略與基本方程 199
三、隨機(jī)變量相互獨(dú)立時(shí)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題 201
四、隨機(jī)變量具有馬爾可夫鏈關(guān)系的動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題 203
習(xí)題 205
第七章 水資源系統(tǒng)多目標(biāo)規(guī)劃模型及其應(yīng)用 206
第一節(jié) 概述 206
一、水資源系統(tǒng)的多目標(biāo)問(wèn)題 206
二、多目標(biāo)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型及特點(diǎn) 207
三、多目標(biāo)規(guī)劃的解 207
四、多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題的求解方法 210
第二節(jié) 評(píng)價(jià)函數(shù)法 210
一、主要目標(biāo)法 211
二、線(xiàn)性加權(quán)和法 213
三、理想點(diǎn)法 224
四、乘除法 225
五、功效系數(shù)法 226
第三節(jié) 分層求解法 228
一、分層序列法 228
二、重點(diǎn)目標(biāo)法 234
三、分組序列法 234
第四節(jié) 目標(biāo)規(guī)劃法 234
一、目標(biāo)規(guī)劃法的基本思路 234
二、最小偏差法 234
三、線(xiàn)性目標(biāo)規(guī)劃 235
第五節(jié) 多目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃的逐步法 237
一、逐步法的基本思路 237
二、逐步法的計(jì)算步驟 237
第六節(jié) 多目標(biāo)規(guī)劃模型及其實(shí)例應(yīng)用 239
一、供水系統(tǒng)的目標(biāo)規(guī)劃模型 239
二、水資源優(yōu)化配置的多目標(biāo)規(guī)劃模型 242
三、加權(quán)優(yōu)序法在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 246
習(xí)題 249
第八章 現(xiàn)代智能算法在水資源系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用 251
第一節(jié) 概述 251
第二節(jié) 遺傳算法 253
一、遺傳算法的概念 253
二、遺傳算法的主要參數(shù) 254
三、遺傳算法的操作步驟 254
四、遺傳算法的應(yīng)用實(shí)例 257
第三節(jié) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 257
一、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念 257
二、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型 259
三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)例 261
第四節(jié) 粒子群優(yōu)化算法 265
一、粒子群優(yōu)化算法的基本原理 265
二、粒子群優(yōu)化算法的操作步驟 267
三、粒子群優(yōu)化算法的兩種模式 267
四、粒子群優(yōu)化算法的應(yīng)用實(shí)例 268
第五節(jié) 模擬退火算法 270
一、模擬退火算法的起源 270
二、模擬退火算法的基本原理 271
三、模擬退火算法的分類(lèi) 272
四、模擬退火算法的操作步驟及參數(shù)選擇 273
五、模擬退火算法的應(yīng)用實(shí)例 275
第六節(jié) 混沌優(yōu)化算法 276
一、混沌理論 276
二、混沌優(yōu)化算法的概念 277
三、混沌優(yōu)化算法的基本原理 277
四、混沌優(yōu)化算法的分類(lèi) 278
五、混沌優(yōu)化算法的操作步驟 278
六、混沌優(yōu)化算法的應(yīng)用實(shí)例 279
習(xí)題 281
參考文獻(xiàn) 282