基于投影寻踪的滨海盐碱地改良综合效应评价

为综合评价滨海盐碱地改良综合效应,从经济效益、土壤质量、生态环境3个方面建立滨海盐碱地暗管改碱效应评价指标体系。应用基于粒子群算法的投影寻踪方法,建立滨海盐碱地暗管改碱效应等级评价模型,详细介绍了该模型的构建过程。利用该模型将暗管改碱效应等级的多维分级指标综合成一维投影值,根据投影值与评价等级经验值的函数关系可对暗管改碱样本集进行合理分级,采用粒子群算法直接优化投影寻踪的投影函数和投影方向,由最佳投影方向计算评价样本所属等级。在江苏滨海盐碱地暗管改碱效应评价中的应用表明,直接由样本数据驱动的投影寻踪等级评价模型对样本的综合效应等级评价合理,模型精度较高,平均相对误差为6.3%。     

基于最优觅食算法-投影寻踪-云模型的最严格水资源管理评价

为全面衡量最严格水资源管理评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入最严格水资源管理评价,建立最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省16个州市最严格水资源管理评价为例进行研究。选取当前最严格水资源管理考核中万元GDP用水量等6大指标构建评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算最严格水资源管理分级评价指标的隶属度,利用最优觅食算法-投影寻踪方法给出各指标权重,并与传统粒子群算法、人工蜂群算法和差分进化算法优化结果进行比较。根据隶属度矩阵和权重矩阵给出最严格水资源管理评价分级的确定度并进行评价。结果表明:最优觅食算法寻优精度高于传统粒子群等3种算法。昆明市、曲靖市最严格水资源管理评价为优秀,保山市、红河州、德宏州评价为合格,其余11个州市评价为良好。最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映最严格水资源管理评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用推广价值。     

基于投影寻踪的湖泊富营养化程度评价模型

针对湖泊富营养化评价指标的不相容性以及现有方法对等级的分辨率较粗略等问题,基于我国湖泊富营养化评价标准构建了投影指标函数,引入粒子群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,应用最佳投影方向计算投影值,从而建立了评价湖泊富营养化等级的投影寻踪模型。同时引入混沌变量解决了采用随机生成样本系列的方法确定分段函数端点值存在的困难。实例应用结果表明,基于混沌映射的投影寻踪评价模型以投影值为单指标,采用分段函数的模型形式解决了湖泊富营养化的多指标综合评价问题,且该模型对湖泊富营养化等级的分辨率较高。     

差分进化算法-投影寻踪模型在水质综合评价中的应用

针对投影寻踪(PP)模型在实际应用中最佳投影方向a难以确定的不足,利用差分进化算法(DE)搜寻PP模型最佳投影方向,提出DE-PP水质综合评价模型,以云南省滇池流域4个监测断面2003—2013年水质评价为例进行实例研究,选取对水体影响较大的氨氮等5项水质评价因子,利用各指标标准阈值z构造水质综合评价分级标准。结果表明:DE-PP模型评价结果客观、合理,能够有效应用于水质综合评价。     

基于混沌DE算法和PP多项式函数的洪灾评估

针对洪水灾情等级评估问题,建立了投影寻踪(PP)多项式函数模型,并提出一种基于分段线性混沌映射的混沌差分进化(CDE)算法优化投影指标函数,同时采用罚函数法处理约束条件,求出了最佳投影方向。通过灾情等级表各指标边界值的投影求出多项式函数的系数,获得一个评价洪水灾害等级的多项式函数,从而实现连续型洪灾等级的划分。2个实例计算的结果以及与其他现有的模型和算法的对比表明,该方案不仅有效,且更为简单实用,具有广泛的应用性。     

基于CMFOA-SVM的边坡稳定性评价模型

边坡失稳往往会造成巨大的经济损失和人员伤亡，构建科学有效的边坡稳定性评价模型对于边坡灾害防治具有重要意义。针对边坡评价涉及多重不确定性，探讨了基于正态云模型、果蝇优化算法与支持向量机耦合的边坡稳定性评价模型，即利用正态云模型描述果蝇个体飞行方向和飞行距离的随机性与模糊性，以改进果蝇优化算法，进而应用基于正态云模型的果蝇算法(CMFOA)求解支持向量机(SVM)分类模型的最优参数组合，并结合实例应用及与GA-SVM、PSO-SVM和网格法-SVM对比分析，验证模型的可靠性。实例应用及对比结果表明，CMFOA-SVM模型应用于边坡稳定性评价有效可行，且评价准确率高，同时CMFOA算法的参数寻优效率高，也为其他分类问题提供了新的参考。     

基于SSO-PP模型的滇池流域水质综合评价

针对投影寻踪(PP)模型在实际应用中最佳投影方向a难以确定的不足,利用一种新型群体智能仿生算法——群居蜘蛛优化算法(SSO)搜寻PP模型最佳投影方向a,提出SSO-PP水质综合评价模型。以云南省滇池流域4个监测断面2003—2013年水质评价为例进行实例研究,选取对水体影响较大的氨氮等5项水质评价因子,利用各指标标准阈值z构造水质综合评价分级标准。结果表明①SSO-PP模型水质评价结果与单因子法评价结果基本相同,但对于断面1^#,2^#,4^#,部分年度水质的评价结果要优于单因子法评价结果1～2级。通过Kendall统计量检验,断面3^#—4^#水质改善趋势相对明显。②SSO-PP模型评价结果客观、合理,能够有效应用于水质综合评价。     

利用组合模型评价云南省水资源利用效率

利用雷达图分析法将样本数据进行处理转化成雷达图,以雷达图面积作为特征量建立云模型;采用粒子群优化算法寻求最优值作为投影方向,再计算出样本的最佳投影值,然后通过投影寻踪将多维指标数据转化为简单一维数据,由此建立一种基于云模型和投影寻踪模型的组合评价模型。用组合评价模型对云南省2006—2012年的水资源利用效率进行了综合评价,结果表明,2012年水资源利用效率最高,并且水资源可持续利用度高的年份其万元GDP用水量和工农业万元产值用水量少,污水再生利用率高,COD排放量少。     

辽宁省水资源短缺风险评价

通过分析投影寻踪模型、足球联赛竞争算法以及云模型基本原理建立了综合评判模型,进而深入探讨辽宁省各区域水资源短缺风险水平。研究表明:相对于差分进化、布谷鸟搜索以及粒子群算法足球联赛竞争算法具有更好的寻优精度,评价模型具有随机性与模糊性特征,能够较好的反映短缺风险各指标的不确定性隶属程度。     

云南省水资源-经济-社会-水生态协调度评价

为科学评价云南省2006～2016年水资源-经济-社会-水生态系统协调度水平,引入阴-阳对优化（YYPO）算法、投影寻踪（PP）和正态云模型（CM）,构建了YYPO-PP-CM水资源-经济-社会-水生态协调度评价模型。从水资源、经济、社会、水生态系统中遴选出20个指标来构建水资源-经济-社会-水生态系统协调度评价指标体系和等级标准,采用云模型正向发生器来计算各分级评价指标隶属度;选取了8个标准测试函数对YYPO算法的优化性能进行仿真验证,并与粒子群优化（PSO）算法、布谷鸟搜索（CS）算法等4种传统优化算法的性能进行对比。基于PP基本原理,利用云南省2006～2016年水资源-经济-社会-水生态指标数据构造投影寻踪优化目标函数,通过YYPO-PP给出各评价指标权重,同时,根据隶属度矩阵和权重矩阵来计算水资源-经济-社会-水生态协调度评价的分级确定度,并进行评价分析,最后将评价结果与投影寻踪法、模糊评价法的结果进行比较。结果表明：① YYPO算法的寻优精度优于PSO、CS等传统优化算法,具有较好的开发、探索平衡能力和全局极值寻优能力。② YYPO-PP-CM模型将云南省2006～2007年水资源-经济-社会-水生态协调度评价为“极不协调”,2008～2009年为“不协调”,2010年为“基本协调”,2011～2014年为“较协调”,2015～2016年为“协调”,表明近10 a来云南省水资源-经济-社会-水生态系统协调度水平持续提升。③ 评价结果与投影寻踪法、模糊评价法的评价结果基本一致。④ YYPO-PP-CM模型兼具客观性、模糊性和随机性,既能客观确定评价指标权重,反映水资源-经济-社会-水生态协调度评价分级的定性概念,又能反映隶属程度的不确定性,具有良好的应用价值。     

基于和声搜索的边坡稳定性投影寻踪聚类分析

针对边坡稳定问题的高维非线性、非正态的特点,提出一种基于和声搜索和投影寻踪理论的边坡稳定性评价方法。利用投影寻踪理论将边坡稳定性评价多指标问题转化为单一投影指标问题,采用改进的和声搜索算法优化投影方向,根据最佳投影值实现在低维空间上的边坡稳定性评价。文中建立了基于和声搜索的边坡稳定投影寻踪聚类分析模型,并用作者编制的相关程序实证分析了某水库库区滑坡。实例分析结果表明:基于和声搜索的投影寻踪对于边坡稳定聚类分析是可行的,并且取得了较为理想的效果,为边坡稳定性分析评价提供了一种有效的新方法。     

地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。     

基于实码加速遗传算法的投影寻踪分类模型在水稻灌溉制度优化中的应用

水稻灌溉制度的优化模式及其理论分析一直是人们关注的问题。传统的水稻灌溉制度优化评价方法——模糊综合评判法与灰色评判法均存在权 重矩阵的主观赋权的人为干扰，造成评价结果的出入。作者在模糊数学理论与田间试验结合的基础上，提出了基于实码加速遗传算法(RAGA)的投影寻踪分类模型(PPC)，通过优化水稻生育阶段的状态变量指标的最佳投影方向，得到各样本的投影值，从而对各灌溉模式进行分类与评价，克服了二阶模糊综合评判法与灰色系统评价中权重赋值的人为干扰，确定出浅湿干灌溉为最佳的水稻灌溉模式。经生产实践证明，符合实际情况。该模型对处理农业灌溉系统中具有模糊性、不确定性的高维数据的综合评判、排序、寻优等方面研究提供了新的方法与思路。     

基于改进PSO-PP模型的区域水资源利用效率评价

针对基本粒子群算法(PSO)早熟收敛、易陷入局部极值以及投影寻踪(PP)模型最佳投影方向难以选取的不足,利用改进的PSO(IPSO)算法优化PP模型最佳投影方向,提出了IPSO-PP水资源利用效率评价模型。从"三生"用水指标中选取15个指标构建区域水资源利用效率评价指标体系,以云南省16个州市水资源利用效率评价为例进行实例研究,并构建PSO-PP模型、差分进化(DE)算法-PP模型及和声搜索(HS)算法-PP模型作对比分析模型。结果表明,IPSO算法优化PP模型获得的适应度值和最佳投影方向均优于PSO、DE和HS算法,具有较好的求解精度和全局极值能力。IPSO-PP模型对实例的评价排序结果与DEPP模型相同,与HS-PP模型评价排序结果略有差异,与PSO-PP模型评价排序结果差异较大,表明智能算法寻优能力的强弱决定了评价精度的高低。模型及实例验证结果可为PP模型优化及其他水资源系统类综合评价提供参考和借鉴。     

隧道围岩大变形评价的改进云模型及其应用

针对隧道围岩大变形评价的不确定性和随机性问题,基于改进的云模型理论,建立了隧道围岩大变形评价的改进云模型评价方法,该方法运用云理论中的云雾化条件将大变形指标权重进行融合,进而得到综合评价指标权重,并用正态云替代传统模型中的特征值,计算云相关度和评价指标权重,最后通过综合云计算获得隧道围岩大变形评价结果。将此方法应用于西藏米拉山隧道围岩大变形评价,其结果为Ⅳ级大变形,与实际结果一致,表明隧道围岩大变形评价的改进云模型评价方法合理可行,可应用于隧道围岩大变形的评价。     

鸡群优化算法-投影寻踪洪旱灾害评估模型

利用15个复杂函数对鸡群优化算法进行仿真验证,并同狼群算法、粒子群算法、鱼群算法和遗传算法进行对比。利用鸡群优化算法搜寻投影寻踪模型最佳投影方向,建立鸡群优化算法-投影寻踪洪旱灾害评估模型。以文山州1990—2013年洪旱灾害评估为例,分别选取受灾人口等5个洪灾评估指标及农作物受灾面积等4个旱灾评估指标,利用洪旱灾害投影系列均值及标准差构造洪旱灾害评估分级标准对实例进行评估。结果表明:鸡群优化算法具有较好的计算鲁棒性和全局寻优能力。将该算法用于投影寻踪模型最佳投影方向的选取,可有效提高评估精度,避免最佳投影方向寻优结果变化范围过大的缺陷。     

RAGA的PPC模型在黑龙江省洪水灾害综合评价中的应用

将高维降维技术—投影寻踪分类模型(PPC)应用到洪水灾情评价方面,在黑龙江省洪水灾害损失无评价标准或评价标准不适用的情况下,模型利用改进的加速遗传算法(RAGA)优化投影方向,将多维数据指标转换到低维子空间,通过寻求最优投影方向及投影函数值来实现对洪水灾害损失各个指标的评价,避免了主观赋权的人为干扰,取得了较好效果。     

桩基侧阻力快速确定方法讨论

桩土(岩)耦合机理是一个非常复杂的力学问题。通过将桩土(岩)复合体看作由不同刚度地质材料组成的层状体,由桩土(岩)界面变形协调条件(界面分离瞬间,土(岩)、桩变形相差n倍),基于连续介质理论建立了快速确定桩基侧阻力的模型。研究结果显示:①桩基侧阻力随土(岩)、桩弹性模量比值E_s/E_p增大而提高,且E_s/E_p越大,侧阻力变化越明显;②挤土效应越明显,侧阻力降低越明显;③采用快速确定桩基侧阻力模型对工程试桩试验数据进行验证,结果表明,利用该模型对类似场地桩基的侧阻力进行预测是可行的、有效的。     

参数投影寻踪模型在调水工程线路优选中的应用

针对调水工程开发项目决策问题,采用投影寻踪分类模型(PPC),利用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化其投影方向,将多维数据指标(样本评价指标)转换到低维子空间,根据投影函数值的大小评价出样本的优劣,从而做出决策,最大限度避免了其他方法权重矩阵取值的人为干扰,取得了满意的效果,为水利工程开发项目决策及其它评判决策问题提供一条新的方法与思路。