异构多种群粒子群优化算法在水位流量关系拟合中的应用.pdfVIP

第5期 水利水运工程学报 No．5 AND可怕刑母粼 Oct．2015 2015年10月HYDRO-SCIENCE DOI：10．16198／j．cnki．1009—640X．2015．05．012 崔东文．异构多种群粒子群优化算法在水位流量关系拟合中的应用[J]．水利水运工程学报，2015(5)：89—95．(CUIDong— of swarm to and wen．Applicationconvergentheterogeneousparticle optimizationfittingstage—discharge Engineering，2015(5)：89-95．) 异构多种群粒子群优化算法在水位流量 关系拟合中的应用 崔东文 (云南省文山州水务局，云南文山663000) 摘要：通过8个复杂函数对一种异构多种群粒子群优化算法进行仿真验证，并与传统单种群粒子群优化算法 进行对比。针对水位流量关系拟合中相关参数难以确定的不足，利用异构多种群粒子群优化算法优化水位流 量关系相关参数，以云南省龙潭站、西洋站水位流量关系拟合为例进行实例研究，并与粒子群优化算法、最小二 乘法拟合结果进行对比。结果表明：异构多种群粒子群优化算法收敛精度远远优于粒子群优化算法，具有较好 的计算鲁棒性和全局寻优能力。该算法对龙潭站和西洋站水位流量关系拟合的平均相对误差绝对值分别仅为 0．27％和0．50％，拟合精度优于粒子群优化算法和最dx__-乘法。利用异构多种群粒子群优化算法优化水位流量 关系可以获得更好的拟合效果。 关 键 词：水位流量关系；异构多种群粒子群优化算法；参数优化；盘龙河；西洋江 中图分类号：P337—3 文献标志码：A 水位流量关系是指河流某断面的流量与其水位之间的对应状态，通常采用经验曲线、经验方程或表格等 形式表达，受水面宽、断面面积、水力比降和糙率等各种水力因素的影响，具有较大的不确定性。提高水位流 量关系拟合精度对于水利水电工程规划、水文预测预报以及实行最严格水资源管理制度具有重要意义。目 前曼宁公式幂指数法和多项式法常用于构造水位流量关系表达式，其相关参数的选取对于水位流量关系拟 合精度有着关键性影响，目前用于水位流量关系参数选取的方法主要有最小二乘法(LeastSquareMethod， Search LSM)¨1、遗传算法(GeneticAlgorithm，GA)旧o、混合禁忌有哪些信誉好的足球投注网站算法(TabuAlgorithm，TSA)[33等，在提高 Swarm 水位流量关系拟合精度上取得了较好的效果。粒子群优化(Particle 发展起来的一种新型进化算法(Evolutionary 明在大多数情况下比GA更有效。然而在实际应用中，传统单种群PSO算法存在易陷入局部最优、收敛较慢 等缺点，针对这一缺点，诸多PSO改进方法被纷纷提出，如基于参数选择的改进方法H。5J、基于混合算法的改 进方法M。9 J、基于多种群设计的改进方法¨刨以及基于异构多种群策略的改进方法¨¨等，均在提升PSO算法 收敛性能及收敛速度方面取得了较好效果。其中，基于异构多种群策略改进的PSO算法具有一定优势，对 提高PSO算法在实际应用中的求解性能具有重要意义。然而，目前关于PSO算法的异构多种群策略研究 中，子群大多采用相同的有哪些信誉好的足球投注网站策略和机制，使得多种群PSO算法的性能提升受到一定限制。文献[12]提出 ParticleSwarm 一种新型异构多种群粒子群优化(ConvergentHeterogeneous 法将整个种群分为4个异构但彼此信息共享的子群，各子群采用不同的有哪些信誉好的足球投注网站策略进行有哪些信誉好的足球投注网站，依据不同的信息