基于改进熵权和集对分析的水库多目标防洪调度决策方法研究

针对现有水库多目标防洪调度方案决策优选方法存在的缺点,以集对分析为理论基础,并结合熵权计算思路,提出了一种新的水库多目标防洪调度决策优选方法。该方法首先改进了现有熵权计算公式,以合理地确定各决策指标的客观权重;进而综合决策者的主观偏好及客观属性信息的差异,使用三元联系数来描述候选方案与正、负理想方案的综合接近程度,并在此基础上采用γ准则对各决策方案进行优选排序,最终通过实例计算验证了该方法的可行性。     

基于改进熵权和Vague集的多目标防洪调度决策方法

为有效处理多目标防洪调度决策的复杂问题,提出一种基于改进熵权和Vague集的多目标决策方法,构建了被选方案指标相对理想方案的Vague值矩阵,加权计算和比较各被选方案的综合Vague值,实现对决策方案的评价优选,并利用熵权法确定多目标权重,针对熵权与熵值传递信息不一致的问题改进了熵权计算公式.水库防洪调度实例验证结果表明,该决策方法合理、可行,可供类似工程借鉴.     

防洪减灾中的多目标风险决策优化模型

讨论洪水预报、警报系统与防洪工程措施结合时,不同洪水预见期、预报精度、人们对警报的反应等情况下洪泛区内的洪灾损失计算。建立了防洪减灾中的多目标风险决策优化模型,该模型的目标函数选用投资费用最小化,防洪经济效益最大化及风险最小,其目的是充分利用水库防洪库容及其所有的防洪工程和非工程措施,尽可能地减轻洪泛区的洪灾损失。     

水库群防洪调度的大系统多目标决策模型研究

根据大系统多目标决策理论，提出了库区实时防洪调度的多目标决策模型．该模型克服了动态规划法的“维数灾”，并将专家经验和防洪系统的特点结合于实时防洪调度中．实例计算表明，该方法有效地减少洪灾风险，对协调各地区、各部门之间的矛盾，为决策者提供多个实时防洪调度的备选方案．     

水库防洪调度的协商模型

以丰满水库为背景，提出了一类求解水库防洪调度的协商模型．该模型以水库防洪调度的多目标决策模型为基础，由下级决策部门向上级机关提供满意方案信息，然后由上级机关依据两阶段满意规划方法求得理想协商解，再由模糊识别方法确定决策方案．文中最后以实例说明．     

一种多目标水库短期优化调度方法

与多目标水库短期调度中有关的几个问题中最主要的是未来径流预报的不准确性，而径流预报结果直接影响水库调度的效果，水库运行特性是调度线的函数，水库调度线与水库运行控制和入库径流预报的可靠性之间存在着密切关系，随着预报期的延长，径流预报的准确度降低，误差加大。在径流预报的时序过程中，随着预报期的延长，径流预报的准确度降低，误差加大，在径流预报的时序过程中，各时段预报值的误差是不相同的，愈接近面临时刻的值     

主观偏好和改进熵权的TOPSIS法在长江中游水库多目标调度中的应用

为有效处理多目标调度决策中的复杂问题,提出了一种适用于系统方案优选的基于主观偏好和改进熵权的TOPSIS决策方法。该方法通过多属性决策中专家群体偏好的集结,得到了综合反映专家群体主观偏好的主观权重向量,并提出一种改进熵权法以准确提取客观决策信息,最后综合考虑各候选方案相对于理想方案的接近程度。实例分析表明,长江中游湖泊健康与水库蓄水之间呈现明显的竞争关系,两目标难以同时优化。研究成果可为改善长江中游流域生态环境提供参考。     

基于相似洪水动态展延的水库防洪调度决策方法及其应用

鉴于实时洪水预报预见期难以满足水库实时防洪调度决策的时间尺度需求,相似洪水动态识别及展延是提升洪水情势预见性的有效途径。因此,将相似洪水动态展延相关理论与水库防洪优化调度模型相结合,提出了基于相似洪水动态展延的防洪调度决策方法,并以池潭水库为例,分别从展延水量效益、防洪决策效益分析相似洪水动态展延决策方法的适用性。结果表明,提出的水库防洪调度决策方法可有效降低决策风险、保障了上下游防洪安全。     

水库水沙多目标联合优化调度研究

针对水库运行中蓄水与排沙的矛盾,兼顾水库防洪、发电、航运及长期利用的综合运用目标,利用多目标决策方法建立了水库水沙多目标联合优化调度模型,即汛期采用分级流量原则控制水位运行,制定分级流量与对应的运行水位,通过水库发电调度与泥沙冲淤计算的耦合,计算在约束条件下水库的发电量、泥沙淤积量及长期综合效益。将该模型应用于三峡水库综合运行研究中,汛期按分级流量原则控制水位运行50年。计算结果表明,与原设计水位运行方式相比,汛期分级流量运行的综合效益增加6.324%、发电量增加5559%、泥沙淤积量仅增加0.148%,可见水沙联合调度的汛期分级流量运行方式能充分发挥三峡水库的综合效益。     

基于SA-NSGA-Ⅱ算法的水库多目标优化调度研究

针对带精英策略的快速非支配排序遗传算法NSGA-II求解多目标优化问题时存在局部搜索能力较差的缺陷,提出一种基于逐次逼近方法改进的快速非支配排序遗传算法(SA-NSGA-Ⅱ),该算法通过不断调整搜索空间来减小不可行域和支配解占比,从而增强局部搜索能力,快速逼近Pareto真实前沿。以平均出力最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标,建立小浪底水库多目标优化调度模型,分别采用SA-NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅱ求解模型并比较优化效果。结果表明,在两种算法求解模型生成的混合Pareto前沿中,SA-NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅱ所生成的Pareto前沿点分别占比80.45%、19.55%;SA-NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅱ生成的Pareto前沿中,分别有86.90%、52.67%的点处于非支配地位,且SA-NSGA-Ⅱ较NSGA-Ⅱ的算法运算时间减少了15.32%。因此,在相同初始条件下,SA-NSGA-Ⅱ的优化效果优于NSGA-Ⅱ,验证了SA-NSGA-Ⅱ在水库多目标优化调度中的适用性。     

基于前景理论的混凝土坝施工方案群体灰靶决策方法

鉴于混凝土坝施工方案的选择是一个多决策主体多属性多目标的模糊决策问题,考虑各决策主体对各方案的决策指标的期望灰靶对群体决策影响,结合前景理论建立一种群体灰靶决策方法,该方法以各决策者对方案的期望灰靶为基准参考,采用一致性原则对指标的前景价值优劣进行规范化处理,以是否中靶来考察方案的价值;同时根据专家期望及各决策者意见,计算各决策者的权重,然后依据决策者权重计算方案的综合前景值,由正负及大小来选择方案。实例应用结果表明,施工中采用方案s2进行施工,与实际更符合,可见该方法可行、有效。     

基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法

针对降雨预报不确定性带来的汛期预泄风险问题,提出基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法。利用CFS历史预报数据,建立不同预见期特定预报降雨条件下的实际降雨和入库流量的概率分布,计算不同库水位和发电决策组合下的弃水风险率。在常规调度的基础上,根据CFS降雨预报信息,以弃水风险率为决策依据,以优化的弃水风险率阈值为预泄幅度的定量指标进行调度。实例研究表明,该方法简便易行,充分利用了降雨预报信息,在汛期可提供定量化预泄决策,兼顾了效益与风险,达到了减小弃水的同时增大发电量的目的。     

基于最大熵理论的大坝安全监控指标

以陈村水库为例,针对采用典型监测效应量的小概率法拟定监控指标时需考虑监控过程中存在混沌性问题,采用最大熵理论将监测效应量作为随机变量,探讨了大坝安全监控指标的拟定,并采用精度较高的An-derson-Darling(A-D)法对效应量的母体分布类型进行检验。验证结果表明,该方法合理可靠。     

基于改进遗传算法的水库群防洪优化调度

为解决标准遗传算法(SGA)在处理高维复杂问题中寻优能力不足、计算时间过长、易早熟的问题,首先改进映射规则,仅选择部分决策变量进行编码,采取新的映射规则将其解码映射至解空间,实现高维问题的降维;其次使用针对不同约束条件的自适应罚函数对算法收敛性进行改进;最后以北方某流域并联水库防洪调度为例,建立防洪优化调度模型,并运用改进遗传算法进行求解。结果表明,该方法在解决高维复杂水库群防洪优化调度问题时具有求解速度快、寻优结果好的优点,有一定的实用性。     

基于改进多目标遗传算法的小浪底水库优化调度研究

针对传统多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)在进化过程中存在的不足,首先利用拟随机Halton序列及自适应调整的方法对初始种群多样性和算法收敛性进行改进;然后选取小浪底水库为例,建立水库多目标优化调度模型,并运用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解;最后采用模糊优选法对得到的Pareto最优解集进行方案优选。结果表明,改进的算法相比传统算法更为高效、合理,且调度结果符合客观实际。     

一种基于DEM的入库洪水及坝址洪水计算方法

针对现行水库洪水预报方法存在的问题,提出了一种基于DEM的入库洪水及建库后坝址洪水计算方法,计算了进入库面边界的区间入库单位线、均匀进入库面边界的1个单位水量在坝址处形成的无因子单位线、考虑汇流时间的库面降雨在坝址处形成的单位线及区间入库单位线与无因子单位线卷积后得到的区间净雨在坝址处形成的单位线,确定了入库洪水流量过程和坝址处总洪水流量过程,并以燕山水库为例,利用HEC-HMS模型系统模拟了其入库及坝址洪水过程,计算结果与实际情况相吻合。     

基于位置动态参数PSO算法的水库防洪调度研究

介绍了一种易于实现、参数少且收敛快的集群智能算法——粒子群算法。针对标准PSO算法的缺陷,提出了在位置进化方程中引进动态参数的方法,改进了标准粒子群算法的收敛速度。根据建立的水库优化调度数学模型,将改进的粒子群优化算法运用到水库优化调度计算中,并通过算例验证该算法的可行性和有效性。     

水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

应用模糊决策分析理论确定城市防洪标准研究

提出了应用模糊决策分析理论确定城市防洪标准的步骤,并与层次分析法进行了比较与验证,通过实例分析,表明模糊决策分析理论在确定城市防洪标准中具有重要应用价值与现实意义。