大规模地面水-地下水系统递阶模型与优化算法综述

本文简要介绍了大系统递阶模型的建模思路,提出了大规模地面水-地下水系统分解的几种方法,如按系统的功能分解方式、按行政管理区划的分解方式和重叠分解方式等。阐述了线性大规模系统递阶模型与非线性大系统递阶模型的分解-协调技术和分解-聚合技术。文末简单讨论子借助专业知识的优化技术和今后的发展趋势。     

利用多层递阶回归分析制定水库优化调度函数的研究

本文采用动态系统的多层递阶预测与回归分析相结合的方法，建立了水库决策变量与其影响因素之间的动态调度函数模型，即多层递阶回归分析模型，并对丹江口水库进行了实例研究.结果表明，模型是可行的，取得了较为满意的成果.     

武汉市水资源合理配置初探

针对武汉市是一个多水源的复杂水资源系统,基于可持续发展理论,建立了经济、社会、环境为目标函数的多目标优化模型。利用大系统分解协调技术,将模型分解为二级递阶结构,同时探讨了多目标遗传算法在武汉市水资源二级递阶优化模型中的应用。     

地表──地下水联合运用系统管理模型及其应用

据大系统多目标递阶优化控制理论与方法提出了地表──地下水联合运用系统的分解方式与多级递阶管理模型；针对模型提出了一种优化技术．通过实例应用，说明管理模型具有较好的通用性、算法可行．所得到的管理策略可供当地决策部门参考。     

时序递阶组合模型在降水量预测中的应用

应用时间序列分析方法,将年降水量时间序列通过趋势项、周期项和平稳随机项的分析、识别与提取,建立了时序递阶组合模型,并应用该模型对潘家口水库年降水量进行了预测.结果表明,建立的时序递阶组合模型具有较高的精度.     

渠道运行管理自动化的多渠段模型预测控制

采用模型预测控制算法研究多渠段中央集中控制。以渠道过渡过程的状态空问离散方程为基础,运用模型预测控制算法,构造目标方程,采用二次规划法求最优解。建立三渠池串联实验渠道及预测控制模型。分析其运行特性和时域特性,采用Marlab编程对5种初始条件下渠道运行状况进行仿真。结果表明：水流在各种复杂工况下均能快速、平顺地达到稳定,较好地解决了渠道运行中存在的耦合、大滞后问题,系统动态性能和鲁棒性优良。     

基于数字化的模型黄土高原智能化体系结构研究

"模型黄土高原"由多种类型的室内实体模型和野外原型试验场(区)构成,采用分级递阶的智能系统体系结构搭建"模型黄土高原"数字化系统是一条有效的途径。详细介绍了分级递阶系统3个组成部分的具体内容和功能,分析了分级递阶智能系统体系结构在"模型黄土高原"数字化系统中的具体实现。模型黄土高原的实现将使得数据信息得到实时和海量的传输,能够大规模集成数据,实现各类数据相互关联,便于整个黄土高原水土流失、水土保持数字模型的建立。     

基于递阶偏最小二乘回归的数据分析

针对最小二乘法难以克服因子多重共线性对回归模型精度影响的不足和大坝观测数据分析中因变量较多的特征，引进递阶偏最小二乘法，对大坝安全监测变量及其影响因子进行递阶偏最小二乘回归分析，将建模预测分析方法通过递阶分层处理，可同时实现回归建模和数据结构简化，所建立的大坝安全监控模型精度可通过交叉有效性检验来控制．工程应用实例和模型对比分析研究表明，递阶偏最小二乘回归模型能有效克服由于各类因子变量间的多重共线性和因子变量数目较多而对模型拟合精度及其预测能力的影响，相对于传统回归模型有更好的解释能力，因而具有一定的实用价值．     

借助综合利用水库改善河流水污染的决策分析

本文把水库、河流与污水处理厂科学地合并为一个水污染控制的大系统,建立了水库和污水处理厂系统的多目标决策模型;通过把递阶分析与多目标优化相结合,用递阶动态规划求解;得出了水库峰荷发电量与污水处理费用、电力系统补充发电容量与污水处理费用的非劣解集;并求出了水库和污水处理厂系统在各非劣解下的运用过程。理论分析和实例验算证明了模型及其分析方法的可行性和通用性;为现有水利工程的合理利用和水环境保护提供了切实可行的分析途径。     

大系统水资源模拟模型及其在京津唐供水规划中的应用

以京津唐地区为实例,研究大系统水资源模拟模型在供水规划和优化调度中的应用。根据该地区特点建立了三级递阶结构的大系统模拟模型,采用聚合—分解—协调的求解技术,模拟了系统现状和2000年不同工程状况下的运行情况。     

多层递阶和回归分析相结合的水位流量关系曲线延长方法

测站的水位流量关系由于受到多种因素的影响,没有固定的曲线线型,使得水位流量关系曲线的延长变得较为困难.多层递阶方法将预测系统视为动态系统,具有跟踪系统时变参数的特性,但没能考虑高相关影响因子的重要性.回归分析考虑到了高相关影响因子的重要性,但由于采用定常参数建模,不能反映动态系统时变参数的特性.将多层递阶方法和回归分析方法结合起来,用于单一水位流量关系曲线的高水延长,克服了传统的单一水位流量关系曲线高水延长时线型的选择、精度难以控制、效率低和不易程序化的缺点,为单一水位流量关系曲线的高水延长提供了一种新途径.     

义乌市水资源系统分解协调决策模型研究

以义乌市水资源系统为研究对象，建立了大系统分解协调模型；提出了递阶模拟择优的方法，在水库模拟运行时引进调度线，合理地解决了多水源、多用户、多保证率的问题，整个模型系统简明可靠，操作性强，获得了满意的成果。     

水资源开发利用与区域经济协调管理模型系统研究

本文以大系统递阶优化控制理论为基础，提出了水资源开发利用与区域经济协调管理的模型系统，针对该模型系统提出了一种新算法，并将所提出的模型系统和算法应用于石家庄地区，结果表明，模型系统对水资源开发利用与区域经济协调管理提供了一种有效方式。     

水轮机调节中的一种适应式DMC算法

一、概述预测控制由于具有建模简单、控制鲁棒性强,可方便处理各种约束条件等优点,得到了广泛的应用。文献[1]介绍了预测控制算法应用于水轮控制系统的一些研究成果。动态矩阵控制(简称DMC)是预测算中的一种,它基于系统的阶跃响应,是一种增量式算法,可以直接用于具有非最小相位或纯滞后的系统。     

都江堰"数字水调"系统智能化体系结构研究

"数字水调"是实现灌区水资源优化调度的基础技术支撑.都江堰灌区有着流域范围广、农业灌溉面积大、大中城市多的特点,因此采用分层递阶的智能系统体系结构搭建都江堰灌区数字水调系统是一条有效的途径.系统由组织级(决策层)、协调级(管理层)、过程级(执行层)构成,通过通信网络形成一个从管理局到各管理处、再到下层各管理站点的分层递阶的网络结构.它把人工智能的高层决策、系统理论中先进的数字建模和优化方法,以及过程控制中的实时监控结合在一起,组成了一个适合水资源调度工程的科学体系.系统已经逐步在都江堰灌区实施,初步实现了灌区水资源调度自动化.     

分层递阶控制在水轮机调速系统中的应用

首次从硬件及软件设计方面研究了分层递阶智能控制在大型水电机组调速系统中的应用。提出了分层递阶理论在调速器上应用的实用性,然后结合PCC控制器的软硬件特点,从硬件结构设计、功能配置方面详细阐述了该理论的具体应用,接着从软件架构设计、功能划分、系统优化等方面做了具体的研究和实践,希望能为当前大型水电机组智能水轮机调速器的研究和设计提供一定参考。     

欧阳海灌区干渠优化配水的递阶模型和求解技术

针对引蓄结合的长藤结瓜式灌溉系统特点，建立了干渠优化配水的大系统多目标递阶模型，解决多种水源联合运用的时、空优化分配问题，对子系统的变维ＭＤＤＰ模型和大系统的发散系统ＭＯＤＰ模型求解技术进行了新的探索，模型和求解方法在欧阳海灌区应用，取得满意成果。     

基于多agent的电力系统主从递阶恢复决策

将多agent技术的分布式信息处理和主从递阶决策方法有机结合，提出一种分布式电力系统恢复的主从递阶决策模型。采用面向agent技术设计了主从递阶恢复决策系统的体系结构、各级调度agent的内部功能结构以及基于承诺和约定的交互协作机制。各级调度层的承诺为其恢复行为提供了一定程度的可预见性，约定作为变化的恢复过程中监控子调度层承诺进展的手段，为动态环境中的主从决策层的协作提供了灵活性。仿真结果显示，该模型不仅能够处理分布式群体决策中的多决策主体之间的配合问题，而且能灵活处理恢复过程中所出现的问题。     

基于线性预测控制算法的明渠实时控制研究

针对纵坡较缓、渠池槽蓄量大且完全处于回水区的大型串联渠池中的水位控制问题,本文以南水北调中线工程最后6级渠池为研究对象,通过建立多级串联渠道的离散线性状态空间方程,设计用于多级串联渠池的线性预测控制算法,并采用低通滤波器对控制算法中需要用到的实时水位观测信息进行处理。研究结果表明采用低通滤波处理后的水位信息进行实时控制时能够消除没有明显回水区渠池中发生的水位波动,达到稳定控制的效果。在分水不可预知情况,预测控制算法起到集中反馈控制的效果,控制效果与线性二次型最优控制的控制效果类似;而在分水可预知情况,预测控制算法能提前于分水变化进行闸门控制,起到前馈控制的作用,进一步优化控制效果。     

基于混合递阶遗传算法优化RBF神经网络的BOD_5软测量方法

针对污水处理过程中关键水质参数难以在线监测的问题,提出了基于混合递阶遗传算法优化RBF神经网络的BOD5软测量方法。首先用主元分析的方法实现输入变量的降维和去相关,再用递阶遗传算法来确定合理的RBF神经网络隐含层节点数、基函数中心和宽度,而输出层则采用最小二乘法。此算法能同时优化网络参数和拓扑结构,在全局范围内寻找RBF参数的最优解。仿真结果表明,该方法可以实现污水水质的在线预测,具有较好的实时性、稳定性和较高的控制精度。