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改进鲸鱼算法构建反向传播神经网络粮食产量预测模型及效果分析
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作者 赵晶晶 陈岩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2748-2759,共12页
为了给农业及其相关部门制定粮食策略提供理论依据,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)的反向传播(back propagation,BP)神经网络混合算法(IWOA-BP)。该混合算法先通过引入改进收敛因子、非线... 为了给农业及其相关部门制定粮食策略提供理论依据,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)的反向传播(back propagation,BP)神经网络混合算法(IWOA-BP)。该混合算法先通过引入改进收敛因子、非线性惯性权重和最优邻域扰动策略改进鲸鱼优化算法,再将其最优解赋值给BP神经网络的权值和阈值,最终提高IWOA-BP的收敛速度和收敛精度。选取全国近45年粮食总产量和7种影响因素(有效灌溉面积、化肥施用量、农村用电量、农业机械总动力、粮食作物播种面积、受灾面积和农村人均消费支出)作为数据集,构建基于改进鲸鱼算法的反向传播神经网络粮食产量预测模型。多次实验表明,IWOA-BP模型在测试集上的表现均优于其他预测模型,包括长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)预测模型、极限学习机(extreme learning machine,ELM)预测模型、基于鲸鱼优化算法的BP神经网络(WOA-BP)预测模型以及基于粒子群算法的BP神经网络(PSO-BP)预测模型。IWOA-BP模型和ELM模型相比,前者的均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了77.12%、88.18%;和LSTM模型相比,前者的RMSE、MAPE分别降低了69.11%、47.36%;和WOA-BP模型相比,前者的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、RMSE和MAPE分别降低了43.78%、43.22%、45.96%。和PSO-BP模型相比,前者的MAE、RMSE、MAPE分别降低了89.67%、90.61%、90.82%。因此IWOA-BP预测模型的决定系数更高、预测误差更小且收敛速度更快,可有效地预测粮食产量,对于农业部门和相关政策制定者来说具有重要的技术参考价值。 展开更多
关键词 粮食产量 反向传播神经网络 鲸鱼优化算法 非线性惯性权重 随机扰动策略
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一种多车辆协同多植保无人机作业路径规划方法 被引量:2
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作者 徐金华 汪飞 +1 位作者 韩飞 李岩 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期296-304,共9页
在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的si... 在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的simulated annealing‐Lin Kernighan Helsgaun(SA-LKH)算法求解该模型.所提算法融合K-均值聚类法和凸包插入法生成初始解,利用LKH算法优化每组无人机和车辆路径.此外,构建有向扰动算子,通过扰动每次迭代过程中作业时间最大和最小的路径来实现算法的快速收敛.5种不同规模算例的结果表明,所提算法在求解质量和效率上均优于对比算法. 展开更多
关键词 车辆无人机协同 多无人机路径规划 车辆路径规划 改进模拟退火算法 LKH算法
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考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估方法 被引量:1
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作者 刘爽 崔修杰 吕超 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期90-98,共9页
针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船... 针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船捕捞能力的因素,建立单船捕捞能力评估指标体系,将其分为可量化指标和不可量化指标,并初步制定了不可量化指标评估标准。其次,利用专家、渔民调查问卷中的数据,运用层次分析法计算各指标主观权重值,结果表明各指标权重依次为:捕捞装备(0.108)、功率(0.094)、拖网(0.074)、作业时长(0.071)、总吨(0.049)、探鱼仪器(0.047)、刺网(0.040)、船长(0.032)、张网(0.028)、围网(0.024)、钓业(0.021)、作业环境(0.019)、钢质材质(0.019)、罩网(0.017)、玻璃钢材质(0.016)、船龄(0.013)、木制材质(0.012);渔具相关指标权重依次为:网具主尺寸(0.402)、网具结构(0.149)、装配技术(0.093)、制造材料(0.051)。最后,为兼顾主客观权重优点,基于加法合成法、博弈论法、最小鉴别信息法对各指标权重值进行组合计算,以获得目标权重值,并根据某省渔船数据对建立的模型进行验证分析,通过Spearman等级相关系数法计算捕捞能力评估值与实际渔获量之间的等级相关系数,结果表明基于博弈论法得到的结果相关性最高,相关系数为0.937,证实了组合权重值和评估模型的科学性和合理性。研究结果可为渔业管理部门制定科学合理的渔业资源调控政策提供依据。 展开更多
关键词 渔船 组合权重 多因素分析 层次分析法 单船捕捞能力
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山区农户土地流转意愿及其影响因素分析:以重庆市綦江县新盛镇为例 被引量:19
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作者 王磊 何多兴 +2 位作者 田永中 边静 尚勇敏 《贵州农业科学》 CAS 北大核心 2012年第1期166-171,共6页
为促进我国西部山区农村土地流转,提高农地节约集约利用水平,以重庆市綦江县新盛镇为例,运用主成分分析法对该区域农户土地流转意愿及其影响因素进行了分析,并提出了促进农村土地流转的若干建议。研究表明,该区域农户土地流转意愿普遍... 为促进我国西部山区农村土地流转,提高农地节约集约利用水平,以重庆市綦江县新盛镇为例,运用主成分分析法对该区域农户土地流转意愿及其影响因素进行了分析,并提出了促进农村土地流转的若干建议。研究表明,该区域农户土地流转意愿普遍较为强烈,影响山区农户土地流转意愿的主要因素包括农户家庭人口特征、农户家庭收入情况、农户承包土地特征等。 展开更多
关键词 土地流转 意愿 影响因素 綦江 重庆
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果蔬运输车辆路径再规划 被引量:7
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作者 黄华芳 王以忠 +3 位作者 李达 门建婷 张平 黄国全 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期113-118,共6页
果蔬具有易腐性,在销售、消费时存在很强的时效性,这就要求合理规划果蔬运输车辆的配送路径。在果蔬配送途中,当某运输车遇到特殊情况无法按时送达配送点时,应当对其他运输车进行路径再规划。给出了带时间窗的果蔬运输车辆路径再规划的... 果蔬具有易腐性,在销售、消费时存在很强的时效性,这就要求合理规划果蔬运输车辆的配送路径。在果蔬配送途中,当某运输车遇到特殊情况无法按时送达配送点时,应当对其他运输车进行路径再规划。给出了带时间窗的果蔬运输车辆路径再规划的数学模型,并采用改进蚁群算法进行了求解。仿真试验结果表明,模型及算法可以有效地优化果蔬配送新路线,为降低果蔬腐烂损失、提高销售收入、有效控制运作成本提供了理论支持。 展开更多
关键词 果蔬 运输 车辆 路径再规划 时间窗 蚁群算法
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小茴香挥发油超声波提取工艺优化及抗菌活性研究 被引量:19
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作者 马强 何璐 +2 位作者 王玉龙 王勇 高云 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2007年第7期1912-1913,共2页
采用超声波法提取了小茴香挥发油,通过正交设计及二次回归方程优化了提取工艺,考察了超声提取时间、温度2个因素对挥发油提取量的影响;并将挥发油应用到农业常见28种致病真菌上,研究其抗菌活性。结果表明,当采用100 g小茴香,超声处理33 ... 采用超声波法提取了小茴香挥发油,通过正交设计及二次回归方程优化了提取工艺,考察了超声提取时间、温度2个因素对挥发油提取量的影响;并将挥发油应用到农业常见28种致病真菌上,研究其抗菌活性。结果表明,当采用100 g小茴香,超声处理33 min,温度51℃时,挥发油提取量达8.78ml;小茴香挥发油具有较好的杀菌抑菌效果。 展开更多
关键词 茴香 挥发油 超声波提取 数学模拟 抗霉菌
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组合预测模型在东北地区粮食产量预测中的应用 被引量:12
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作者 姚作芳 刘兴土 +3 位作者 杨飞 闫敏华 孙丽 鲁新蕊 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2009年第B12期215-219,共5页
采用最优加权方法,建立了基于灰色预测模型、灰色马尔科夫预测模型及逻辑斯蒂预测模型的组合模型;并根据东北地区1949-2008年粮食产量资料,利用组合模型预测了该地区未来10年的粮食产量。结果得到,灰色预测、马尔科夫预测、逻辑斯蒂预... 采用最优加权方法,建立了基于灰色预测模型、灰色马尔科夫预测模型及逻辑斯蒂预测模型的组合模型;并根据东北地区1949-2008年粮食产量资料,利用组合模型预测了该地区未来10年的粮食产量。结果得到,灰色预测、马尔科夫预测、逻辑斯蒂预测和组合预测方法的预测粮食产量的平均相对百分误差分别为:12.74%,3.02%,13.29%,2.87%,结果证明组合预测模型可以较好地提高粮食产量的预测精度。通过组合模型预测结果表明,到2015年东北地区的粮食产量可以达到1.25亿t,可以完成该地区增产150亿kg粮食的任务,到2018年,粮食产量预计可达1.38亿t,东北地区增粮潜力巨大。 展开更多
关键词 组合预测模型 最优加权法 粮食产量
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基于自适应ARMA模型的区域农业总产值构成研究与应用 被引量:8
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作者 张洁瑕 郝晋珉 胡吉敏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期84-88,共5页
由于噪声的存在并随时间累积,传统的自回归滑动平均模型(ARMA模型)不能直接应用于时间序列的中期预测。该文针对这种情况,提出了一种自适应的自回归滑动平均模型,将模型状态划分为无噪声的迭代模型和有噪声的观察模型,并根据迭代模型的... 由于噪声的存在并随时间累积,传统的自回归滑动平均模型(ARMA模型)不能直接应用于时间序列的中期预测。该文针对这种情况,提出了一种自适应的自回归滑动平均模型,将模型状态划分为无噪声的迭代模型和有噪声的观察模型,并根据迭代模型的特点,详细推导并完整给出了它的迭代求解公式,以便使其可以用于时间序列的中期预测,同时研究1985~2001年黄淮海平原农业、牧业与渔业产值预测模型,得到较理想的预测结果。并用所建模型对2001年产值进行外延预测,以期为区域农业结构调整提供理论依据。 展开更多
关键词 自适应 ARMA模型 中期预测 农业总产值
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基于DEA方法的广东农业可持续发展能力评价 被引量:17
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作者 俞守华 区晶莹 刘智华 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 北大核心 2004年第1期56-59,共4页
应用数据包络分析法(DataEnvelopmentAnalysis,简称DEA)对广东省21个地市农业可持续发展能力进行了定量评价和分析,找出广东各地市农业可持续发展之间的差距,为广东农业可持续发展能力建设和管理提供科学决策的依据。图1,表5,参3。
关键词 农业可持续发展 评价 广东省 DEA方法
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棉花新品种产量性状与品质性状的典型相关与主成分分析 被引量:41
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作者 陈荣江 王文峰 朱明哲 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2007年第2期187-189,195,共4页
产量性状与品质性状的典型相关分析结果表明,棉花新品种要在产量上有所突破,应重点选择结铃性强的材料,不仅可同步提高单铃子棉重、子指和衣分,还会间接增加纤维长度与强度,但应注意防止麦克隆值的增大,使纤维变粗。主成分分析结果,前4... 产量性状与品质性状的典型相关分析结果表明,棉花新品种要在产量上有所突破,应重点选择结铃性强的材料,不仅可同步提高单铃子棉重、子指和衣分,还会间接增加纤维长度与强度,但应注意防止麦克隆值的增大,使纤维变粗。主成分分析结果,前4个主成分的方差累计贡献率达86.79%,根据各品种主成分的综合得分,对各参试品种进行综合评价,排名前3位的品种依次为同舟棉2号、百棉1号和锦科791。在每个品种相应于4个主成分得分的基础上进行聚类分析,从产量和品质的相似度上将13个品种聚为3大类。图1,表7,参8。 展开更多
关键词 棉花新品种 产量性状 纤维品质性状 典型相关 主成分分析
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安徽省长江以北干旱预警模型研究 被引量:7
11
作者 孙秀邦 严平 +2 位作者 马晓群 张弦 伍琼 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2007年第33期10578-10578,10580,共2页
从与土壤相对湿度相关的气象因子出发,利用逐步回归分析方法,通过分析1990-2001年干旱时段土壤相对湿度与气象因子之间的关系,尝试建立安徽省长江以北3个气候区的干旱预警模型。对典型干旱时段的应用表明,各模型可以运用到实际的干旱预... 从与土壤相对湿度相关的气象因子出发,利用逐步回归分析方法,通过分析1990-2001年干旱时段土壤相对湿度与气象因子之间的关系,尝试建立安徽省长江以北3个气候区的干旱预警模型。对典型干旱时段的应用表明,各模型可以运用到实际的干旱预警中。 展开更多
关键词 安徽 干旱 预警模型
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家禽智慧养殖农场自主投料机器人任务路径规划算法 被引量:4
12
作者 张燕军 孙卫明 +4 位作者 郭阳阳 杨坚 吴伟伟 缪宏 张善文 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第8期3207-3215,共9页
为了解决家禽智能养殖场饲养环境差、喂养不及时、劳动力需求大等问题,投料机器人的开发迫在眉睫,而路径规划算法的研究是开发饲养机器人的重要环节。饲喂机器人的能耗是路径规划过程中关注的重要内容之一。投料机器人的总重量在投料过... 为了解决家禽智能养殖场饲养环境差、喂养不及时、劳动力需求大等问题,投料机器人的开发迫在眉睫,而路径规划算法的研究是开发饲养机器人的重要环节。饲喂机器人的能耗是路径规划过程中关注的重要内容之一。投料机器人的总重量在投料过程中一直在变化,以最短路径行驶并不意味着其能耗最小,因此需要找到一条最合适的路径而不是最短的路径来使得投料机器人行驶能耗最小。针对以上问题,提出对一定数量的缺料饲料桶采用分支定界算法规划出一条能耗最小的路径;通过最短边集优先选取结合序列不等式方法计算出投料机器人行驶的能耗下界,通过基于Christofides启发式算法计算出投料机器人行驶的能耗上界,同时计算并证明能耗上界与最优能耗的最坏比界。通过在投料机器人的工控机上的运算结果表明:相较于其他求解能耗上下界的方法,所提出方法的求解结果更加精确,能够保证分支定界算法的求解速度更快,同时分支定界算法能快速地求出投料机器人的能耗最小的行驶路径,相较于其他算法而言求解能力更强。 展开更多
关键词 智慧农场 投料机器人 路径规划 分支定界 能耗优化 精准农业
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主成分分析与系统聚类法在农业用地优先度评价中的应用 被引量:8
13
作者 张燕 张振华 +2 位作者 姚付启 冯雪 李清翠 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2009年第1期23-26,共4页
农业用地在土地利用中占了主导地位,是进行农业各部门生产的基本生产资料,因此合理开发农业土地资源,提高土地的利用率,实现农业的可持续发展,具有极其重要的意义。利用主成分分析和系统聚类法对山东省农业用地的影响因素进行分析,找出... 农业用地在土地利用中占了主导地位,是进行农业各部门生产的基本生产资料,因此合理开发农业土地资源,提高土地的利用率,实现农业的可持续发展,具有极其重要的意义。利用主成分分析和系统聚类法对山东省农业用地的影响因素进行分析,找出在农业用地上起主导作用的因素,为农业用地的合理利用提供一个理论依据,并从中分析出农业用地比较合理的城市,为其他城市农业用地的改革与发展提供一些较好的例子。两种方法的综合利用能更好更科学地反映山东省农业用地的真实情况,为理论的发展和决策的实现提供了很好的理论工具。 展开更多
关键词 农业用地 优先度 主成分分析 系统聚类 山东省
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生长曲线参数估计的一种新方法—优化回归组合法 被引量:16
14
作者 王福林 王吉权 《生物数学学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期533-538,共6页
在现有文献研究的基础上,对生长曲线参数估计问题又作了进一步研究,给出了生长曲线参数估计的一种新方法优化回归组合法,该方法创造性地将最优化方法与回归方法结合在一起,利用最优化理论中的区间搜索和一维搜索,可以得到一系列c^... 在现有文献研究的基础上,对生长曲线参数估计问题又作了进一步研究,给出了生长曲线参数估计的一种新方法优化回归组合法,该方法创造性地将最优化方法与回归方法结合在一起,利用最优化理论中的区间搜索和一维搜索,可以得到一系列c^*值,利用回归方法可求得与其相对应的一系列a和b的值.当c取最优值c时,a和b便得到最优值a^*和b^*经示例计算表明,这种参数估计法具有较高的精度, 展开更多
关键词 生长曲线 参数估计 优化回归组合法
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不同类型土壤作物混合种植布局优化模型 被引量:3
15
作者 徐学荣 吴祖建 +1 位作者 林奇英 谢联辉 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 北大核心 2003年第1期63-65,70,共4页
探讨在实施“小块单一 ,大片混合 ,控病增收”的作物混合种植模式中的作物种植布局优化问题 ,构建出分别适应于不同种植地的多个布局优化数学规划模型。指出了建模思路和方法在作物轮作优化布局中同样适用 ,并建立了轮作布局优化模型。... 探讨在实施“小块单一 ,大片混合 ,控病增收”的作物混合种植模式中的作物种植布局优化问题 ,构建出分别适应于不同种植地的多个布局优化数学规划模型。指出了建模思路和方法在作物轮作优化布局中同样适用 ,并建立了轮作布局优化模型。图 3,参 16。 展开更多
关键词 作物 混合种植 布局优化 数学模型 轮作 种植模式
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用正交法研究桑叶黄酮类成分分离工艺 被引量:6
16
作者 张军 穆莉 陆翠珍 《安徽农业科学》 CAS 2003年第5期775-775,777,共2页
分别用乙醇、甲醇进行了桑叶黄酮类成分分离正交试验 ,优选了工艺参数 ,结果表明 :乙醇浓度 90 % ,固液比 1∶40 ,提取时间 4h ,提取温度 70℃ ,工艺条件较好 ;甲醇浓度 90 % ,固液比 1∶3 0 ,在 60℃条件下提取 4h ,工艺条件较好。
关键词 桑叶 黄酮类 乙醇 甲醇 正交试验
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属性识别理论模型在土壤肥力综合评价中的应用 被引量:15
17
作者 赵青 王子龙 姜秋香 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2007年第3期265-267,271,共4页
土壤肥力受到自然因素和人为因素的双重影响,而且评价指标数据集较大属于高维数据,因此对其进行客观的综合评价显得非常困难。运用属性识别理论模型和层次分析法对土壤肥力综合评价进行了研究,结果与模糊综合评价模型的评价结果相一致... 土壤肥力受到自然因素和人为因素的双重影响,而且评价指标数据集较大属于高维数据,因此对其进行客观的综合评价显得非常困难。运用属性识别理论模型和层次分析法对土壤肥力综合评价进行了研究,结果与模糊综合评价模型的评价结果相一致。运用层次分析法确定评价指标权重系数,避免了权重确定的主观性,同时该模型计算简单,适应于有评价标准的质量评价问题。表3,参12。 展开更多
关键词 土壤肥力 综合评价 属性识别理论模型 层次分析法
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基于改进模拟退火算法的多台冷水机组负荷优化分配 被引量:5
18
作者 张军 张侃谕 周强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期187-192,共6页
将标准模拟退火算法的随机搜索策略改为混沌遍历搜索策略,采取一种特殊的算法确定初始温度以减少冗余迭代次数,增加方差判定准则作为搜索停止的条件,以多台冷水机组总能耗最小为目标,建立最优负荷分配模型,将改进的模拟退火算法应用于... 将标准模拟退火算法的随机搜索策略改为混沌遍历搜索策略,采取一种特殊的算法确定初始温度以减少冗余迭代次数,增加方差判定准则作为搜索停止的条件,以多台冷水机组总能耗最小为目标,建立最优负荷分配模型,将改进的模拟退火算法应用于多台冷水机组的负荷最优分配。理论分析计算及实际结果均表明,可以实现节能,与通常的负荷分配策略相比,节能4%~11%。 展开更多
关键词 环境控制 冷水机组 负荷分配 混沌 模拟退火算法
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基于DEA的农业产业结构调整方案综合评价研究 被引量:9
19
作者 傅丽芳 葛家麒 孟军 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2006年第3期185-188,共4页
运用DEA的理论与方法对区域农业产业结构调整方案进行综合评价与优选。根据DEA评价结果对各方案进行规模效益分析,计算并比较各项投入冗余率和产出不足率,分析非DEA有效方案相对效率较低的原因,对方案做出合理的改进。在此基础上,采用... 运用DEA的理论与方法对区域农业产业结构调整方案进行综合评价与优选。根据DEA评价结果对各方案进行规模效益分析,计算并比较各项投入冗余率和产出不足率,分析非DEA有效方案相对效率较低的原因,对方案做出合理的改进。在此基础上,采用一种新的DEA决策单元排序方法,最终优选出综合效益最佳的方案。其研究方法和研究成果,对于当前区域农业产业结构调整具有一定的现实意义和参考价值。表4,参10。 展开更多
关键词 农业产业结构调整 DEA 决策方案 DEA有效
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随机规划与线性规划在饲料配方中的应用比较 被引量:10
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作者 朱犁 孙玲 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2006年第9期1778-1779,1784,共3页
在对传统的线性规划方法与随机线性规划方法求解最优饲料配方的结果进行比较分析的基础上,说明在饲养业中应用随机线性规划方法具有明显的生产成本和生态环境优势,可以大幅提高企业的竞争力。
关键词 饲料配方 随机规划 线性规划 生产成本
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