多目标模糊优选模型及其在察尔森水库洪水调度决策中的应用

水库洪水调度决策是多目标决策问题，目标和决策过程都存在模糊性，因此采用多目标模糊优选理论模型。首先详细介绍了多目标模糊优选理论模型及其适用条件，在此基础上将该模型用于察尔森水库洪水调度决策的实际，对水库的洪水调度方案进行了优选。实践表明，该模型具有较强的实用性。     

模糊优选ANN在水库调度方案优选中的应用

综合利用水库洪水调度决策是一个复杂决策过程。由于其精确优化解很难找到，因此从可行方案集中找出最优方案已成为当今研究的主要问题。在分析综合利用水库洪水调度特点及现有水库调度方法存在的问题的基础上，将模糊优选理论与ANN模型应用到调度方案优选当中。给出生成模糊优选ANN模型训练样本和方案优选的方法，并将其应用到辽宁省大伙房水库洪水调度方案优选之中。应用结果表明该方法简单、可行。     

相对最优防洪调度方案的生成

在多个防洪调度优化方案基础上提出了优选最佳方案的方法,即首先运用多目标防洪优化调度模型得到初始防洪调度方案,在交互的基础上生成多个调度方案后,采用模糊优选理论与模型优选出一个相对最优方案。     

梯级水库群防洪系统的多目标洪水调度决策的模糊优选

本文将传统的优化技术与新发展起来的模糊集合理论有机地结合起来，针对洪水实际调度的特点，提出了一个切实可行的梯级水库群洪水调度决策的模糊优选模型，其特点是调度方案作为决策，水库的泄流过程作为状态，然后用模糊优选技术选择系统的洪水调度方案，最后，结合丰满－白山梯级水库的洪水联调实例进行了说明。     

综合利用水库洪水模糊优化调度

本文研究提出综合利用水库多目标洪水模糊优化调度模型及解法,它可用于优选复杂防洪水利系统实时洪水调度决策,是一种新的、简便可行的洪水优化调度方法。最后给出一个算例。     

松花江流域特大洪水防洪联合调度方案研究

松花江流域洪水峰高量大,历时长,洪水灾害频繁,不仅危及中下游广大地区,而且直接威胁齐齐哈尔市、吉林市、松原市和哈尔滨市等城市的防洪安全。科学运用流域内现有骨干水库和蓄滞洪区工程防洪库容,统筹优化联合调度运行方案,是提高抵御流域特大洪水风险的关键。选取尼尔基、丰满、白山水库和胖头泡、月亮泡蓄滞洪区为对象,通过搭建防洪联合调度模型及洪水演进模型,分析流域发生特大洪水情况下,骨干水库调度和蓄滞洪区联合运用方案。分析结果表明,通过骨干水库与蓄滞洪区联合调度,有效的减轻了下游防洪压力,提高了抵御洪水风险的能力,对于完善松花江流域防洪体系具有重要意义。     

基于一二维耦合的共渠西蓄滞洪区洪水演进模拟

蓄滞洪区的洪水演进涉及到河道和蓄滞洪区内部的洪水计算,河道和蓄滞洪区地形条件和水流流态差异较大,单独采用一维或二维水力学模型均难以计算。文章通过分析共渠西蓄滞洪区的入流洪水、边界、调度运用等条件,在实测区域地形和河道断面的基础上,采用一维和二维水力学模型,分别模拟了河道和蓄滞洪区的洪水演进过程,并进行耦合,提出不同方案的洪水演进淹没成果,对蓄滞洪区安全建设规划及防洪评价具有一定的参考价值。     

长江中游蓄滞洪区分洪运用方案研究

蓄滞洪区是降低洪水风险的一种有效工程措施，能够充分有效地分蓄超额洪量，最大程度地降低高洪水位，从而减轻甚至消除下游的防洪压力。然而，蓄滞洪区的运用效果与洪水的类型密切相关。在水系复杂的长江中游地区，理想地运用蓄滞洪区一般比较困难，特别是在需要决策分洪运用蓄滞洪区又不知道未来的洪水过程时。以宜昌站至汉口站为研究范围，包括洞庭湖区及支流汉江，对钱粮湖、共双茶、大通湖东及洪湖东分块共计4个蓄滞洪区的分洪运用方案进行了研究。对于1998年实际洪水，利用水动力模型．研究出4个蓄滞洪区的理想运用方案。基于未来洪水的不确定性，对1998年实际洪水理想运用方案进行不同影响因素（包括水文、决策及洪水类型等因素）测试，总结出蓄滞洪区分洪运用的一般规律，并对本项目的进一步研究提出合理化建议。     

蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用

以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型.根据蓄滞洪区内不同地形条件及洪水调度方案,以相应的水动力学方法,对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算,并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响.采用恩县洼蓄滞洪区的历史洪水淹没资料进行模型验证,模拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的洪水淹没过程,模拟结果与历史统计淹没范围基本吻合,预报了公路建设后蓄滞洪区洪水位的变化及风浪对洪水最大淹没范围的影响,为蓄滞洪区中的工程建设和防洪影响评价提供了研究思路和方法.     

应用模糊模式识别交叉迭代模型优选水库兴利调度决策方案

确定水库最优兴利调度决策方案是兴利调度中的难点，根据多个可行方案，用同时确定目标的权重和方案隶属度模糊模式识别交叉迭代模型进行优选，由于在推荐的方案中隐含兴利调度特点，因此，优选的结果合理、客观。     

防洪调度系统半结构性决策理论与方法

文中首先指出防洪调度系统决策是一个既有定量目标，又有定性目标的多目标半结构性决策问题。在二元对比的基础上，提出定性目标相对优属度矩阵的确定理论与方法，继而提出与定性目标相对优属度计算具有统一标准的定量目标相对优属度计算公式，然后综合成防洪调度系统的目标相对优属度矩阵。应用多目标多级模糊优选模型即可求解得到最优或满意防洪调度方案。应用实例表明，该方法充分考虑了各目标对防洪调度决策的影响和利用了人的经验知识，决策是合理可靠的。     

基于长期与中长期嵌套的水库优化调度

为解决水库优化调度过程中时间尺度不同而导致的水库综合效益不高的问题,以防洪与兴利为目标,将水库长期优化调度与中长期优化调度进行嵌套,建立水库多目标优化调度嵌套模型。其中,多目标问题通过约束法将防洪目标转换为硬性约束后,再转化为求解发电量最大值的单目标问题。算法方面,综合对比后确定长期优化调度采用动态规划算法求解、中长期优化调度采用遗传算法求解。为验证嵌套模型的优化效果,以澄碧河水库为例,进行水库优化模拟调度。结果表明:在满足防洪目标的前提下,嵌套模型优化调度方案相较于长期优化调度方案和实际调度方案效益均更高,验证了嵌套模型在水库优化调度问题中的优越性。     

A Multi-Objective Best Compromise Decision Model for Real-Time Flood Mitigation Operations of Multi-Reservoir System

To address the decision-making problem for real-time multi-objective flood operations in multi-reservoir system, this paper develops a multi-objective best compromise decision model (MoBCDM). Utility function is used to quantitatively express the preference of decision maker, and also fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) and segmentation and averaging (Seg/Ave) are adopted together with the preferences of decision participants (hydrologist and reservoir manager) to convert the problem into a scalar optimization. The differential evolution (DE) algorithm is implemented for obtaining the best compromise solution. The multi-objective flood operation problem in Shiguan River Basin (in China), which contains two reservoirs and three flood control points, is used as a case study. The analyses are performed to compare four historical flood operations scenarios, this model and current operating rules. The results of the analyses show that the MoBCDM outperforms all operational scenarios in terms of peak flow reduction at three flood downstream control points. In addition, the MoBCDM execution is very efficient in real-time implementation, and also weighting coefficients for the use by the MoBCDM can get high resolution calculated by FAHP.     

面向航运和发电的三峡梯级汛期综合运用

针对三峡梯级汛期防洪、航运和发电综合运用问题,提出了基于运行水位-入库流量-下泄流量边界的防洪调度方式,推求了下泄流量-通航保证率间映射关系以量化航运效益,进而建立了基于多目标优化调度的汛期综合运用模型;考虑不同的防洪、航运和发电优先次序,制定了6种不同的汛期综合运用方案,结合已有的设计方案和2009年优化方案,进行了长系列历史实测径流和典型设计频率洪水的调度模拟。结果表明,相比较于2009年优化方案,依次考虑下游防洪、航运调度和发电调度的综合运用方案,能够在确保上下游防洪安全的同时,将通航保证率从79.08%提高到83.42%,汛期梯级发电量从644.27亿k W·h提高到664.42亿k W·h。     

水库供水发电多目标优化调度模型及应用研究

提出了一种研究确定水库最优供水量的多目标水库优化调度数学模型,此模型以供水量最大和发电量最大为目标函数,考虑水量平衡、防洪、发电、航运及水库综合利用要求约束条件.提出一种交互式的求解方法对模型进行解算,此方法首先采用约束法,通过松驰供水量最大目标将多目标模型转换成多个单目标模型,在单目标模型中引入2个参数,用于调整模型的计算结果.对单目标模型,采用动态规划法求解,求得多目标模型的不劣解集.提出一个用于选择多目标最优解的决策偏好系数,对多目标模型的不劣解集进行对比分析,从而确定多目标模型的最优解.应用所提出的方法研究了广东省白盆珠水库的调度方案,提出了白盆珠水库的最优供水方案.     

Optimal Allocation of Flood Control Capacity for Multi-Reservoir Systems Using Multi-Objective Optimization Approach

Operation of multi-reservoir systems during flood periods is of great importance in the field of water resources management. This paper proposes a multi-objective optimization model with new formulation for optimal operation of multi-reservoir systems. In this model, the release rate and the flood control capacity of each reservoir is considered as decision variable and the resulting nonlinear non-convex multi-objective optimization problem is solved with ε-constraint method through the mixed integer linear programming (MILP). Objective functions of the model are minimizing the flood damage at downstream sites and the loss of hydropower generation. The developed model is used to determine optimal operating strategies for Karkheh multi-reservoir system in southwestern Iran. For this purpose, the model is executed in two scenarios based on “two-reservoir” and “six-reservoir” systems and for floods with return periods of 25 and 50 years. The results show that in two-reservoir system, flood damage is at least about 114 million dollars and cannot be mitigated any further no matter how hydropower generation is managed. But, in the case of developing all six reservoirs, optimal strategies of coordinated operation can mitigate and even fully prevent flood damage.     

模糊优选逆命题的解法及在防洪调度决策中的应用

本文研究了多目标决策模糊优选(优化)模型的逆命题。提出了符合决策者意图的两种权重计算方法：(1)采用海明距离的线性方程组求解方法；(2)采用欧氏距离的模糊模式识别交叉迭代模型权重直接计算法，同时将两种方法应用于丰满水库防洪调度决策中模糊优选逆命题的目标权重计算，最后对两种解法进行了分析与比较。     

Multi-objective Decision-Making for the Ecological Operation of Built Reservoirs Based on the Improved Comprehensive Fuzzy Evaluation Method

With the social progress and economic development, people have put forward requirements for the ecological operation of built reservoirs. However, there are conflicts between the ecological landscape and the existing benefits such as irrigation and flood control, so it is necessary to build a decision-making model for the comprehensive value of the ecological operation of reservoirs. Taking a reservoir project which needs to satisfy multi-objective requirements as an example, this paper proposes a set of decision-making methods for ecological operation of built reservoirs based on improved comprehensive fuzzy comprehensive evaluation method and constructs a multi-objective decision-making model and optimization strategy combination. Through case analysis in this paper, the improved comprehensive fuzzy evaluation method has a good effect on multi-objective decision-making of ecological dispatching of built reservoirs. The research shows that the combination strategy of improving the reservoir’s water storage capacity and the water-saving supporting transformation measures has a good effect, which can reduce the waste of the reservoir diversion project and large-scale high-efficiency water-saving transformation project construction. It embodies the idea of water-saving priorities and space balance and has broad application prospects in the optimization of reservoir ecological dispatch.

     

基于熵权的水库防洪调度多目标决策方法及应用

文通过引入熵权的概念，将其与模糊优选模型相结合进行防洪调度多方案优选，同时针对由熵值转换为熵权的计算式在某些条件下不适用这一问题，对熵权的计算式进行了改进。本模型基于熵值能反映数据本身的信息效用原理计算指标的熵权，并与主观权重线性组合，兼顾主观偏好与客观属性，可得到合理的方案优属度。实例验证结果表明，此方法简便可行。