SCE-UA-PP水量分配模型及应用

基于公平和效率原则,构建水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型。利用SCE-UA算法对PP模型最佳投影方向进行优化,构建SCE-UA-PP水量分配模型,以文山州水资源三级区水量分配为例进行实例研究,并与分类权重法分配结果进行对比。结果表明:SCE-UA算法具有较快的收敛速度、较高的寻优精度和较好的收敛稳定性。SCE-UA-PP模型水量分配结果较目前分类权重法分配结果更科学、客观。模型及方法可为水量分配提供参考和借鉴。     

新型萤火虫算法-投影寻踪模型在区域人水和谐评价中的应用

为科学评价区域人水和谐状况,构建新型萤火虫算法(NFA)-投影寻踪(PP)评价模型。以文山州2006-2018年资料为例进行实例研究。选取8个典型测试函数对NFA进行仿真验证,并与教学优化(TLBO)等4种优化算法的仿真结果进行对比。从水资源、经济社会、生态环境3个方面遴选16个指标构建区域人水和谐度评价指标体系和分级标准,在各分级标准阈值间采用随机内插的方法生成样本构建人水和谐度评价投影目标函数,利用NFA优化求解该目标函数的最佳投影向量,构建NFA-PP模型对研究区2006-2018年人水和谐状况进行评价。结果表明:NFA寻优效果优于TLBO等4种算法,具有较好的寻优精度、极值寻优能力和全局搜索能力。NFA-PP模型对实例2006-2011年人水和谐度评价为"不和谐",2012-2016年评价为"基本和谐",2017-2018年评价为"较和谐"。2006-2018年文山州人水和谐度呈上升趋势,且上升趋势显著。     

黄河置换水量分配的投影寻踪模型研究

水量的分配需要综合考虑各地区社会、经济、环境等方面的因素,是一个典型的多目标、多地区决策问题.投影寻踪模型通过加速遗传算法来寻求最优投影方向,将多维数据指标转换到低维子空间上,可以根据优化出的一维投影值来计算各地区的水量分配额,避免了权重确定的主观性问题.用该方法对南水北调中、东线工程置换的黄河引水量进行了分配,结果为:青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南可分配的水量分别为:3.30亿、0.34亿、3.92亿、2.59亿、3.92亿、6.11亿、6.31亿、3.92亿m3.     

正弦余弦算法-投影寻踪水污染物总量分配模型

基于水资源禀赋条件、效率原则和尊重现状的原则,构建水污染物总量分配指标体系和水污染物分配投影寻踪(PP)模型。针对PP模型最佳投影方向难以确定的不足,利用正弦余弦算法(SCA)搜寻PP模型最佳投影方向,构建SCA-PP模型对云南省文山州壮族苗族自治州8县(市)水污染物控制总量进行分配。并通过6个典型测试函数对SCA算法进行仿真验证,仿真结果与蚁群优化(ACO)算法、模拟退火算法(SA)、文化算法(CA)、布谷鸟搜索(CS)算法和人工蜂群(ABC)算法进行对比。结果表明:(1)SCA算法寻优效果明显优于ACO、SA、CA、CS和ABC算法,具有模型简单、调节参数少、收敛速度快、寻优精度高、全局寻优能力强以及收敛稳定性与收敛可靠性好等特点。(2)SCA-PP模型水污染物控制总量分配结果符合区域经济社会发展和水污物染削减客观要求。模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水污染物分配提供新的途径和方法。     

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。     

基于粒子群算法的投影寻踪水质评价模型

水质评价是环境质量评价与管理的重要内容,对受评价区域的工农业生产、人类生活及环境保护等具有重要意义。目前,水质评价研究中仍存在权重确定和综合评价困难等问题。因此,引入投影寻踪原理和方法,建立了投影寻踪水质评价模型,并辅以粒子群算法优化其投影方向。实例应用结果表明,投影寻踪模型处理高维数据能力强,粒子群算法简单、稳定,评价结果可靠、精度高。     

基于磷虾觅食算法-最大熵投影寻踪模型的区域水安全评价

从总量红线、效率红线、纳污红线3个方面遴选12个指标构建最严格水资源管理约束下的区域水安全评价指标体系和分级标准。提出磷虾觅食算法(KH)-最大熵投影寻踪(MEPP)水安全评价模型,并构建人工蜂群(ABC)算法、文化算法(CA)和粒子群优化(PSO)算法-MEPP评价模型作对比,以云南省所辖16个行政分区水安全评价为例进行实例研究。结果表明:KH算法寻优精度优于ABC、CA和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力。KH-MEPP模型对迪庆州、德宏州、怒江州和西双版纳州水安全评价为"安全";丽江市评价为"不安全";其余行政分区评价为"基本安全"。KH-MEPP模型对云南省16个行政分区评价结果与PSO-MEPP模型相同,但在排序上存在差异;与CA-MEPP、ABC-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。     

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。     

基于改进的投影寻踪水利现代化评价模型

为科学合理的评价不同地区的水利现代化水平,采用加速遗传算法加快投影寻踪模型中投影指标函数的优化速度,构建了改进的投影寻踪评价模型,并应用于徐州市及其4个区县(市)的水利现代化评价。此综合评价结果与权重法评价结果基本一致,表明该模型在水利现代化评价中切实有效。     

基于GRNN模型的区域水资源可持续利用评价

利用层次分析法构建了符合丰水地区水资源可持续利用指标体系和评价标准,从水资源条件、水资源开发利用效率、生态环境状况、水资源合理配置和水资源管理能力5个方面提出50个评价指标,并运用GRNN神经网络水资源可持续利用评价模型,对文山州不同规划水平年水资源可持续利用进行了综合评价。结果表明：① 不同规划水平年各评价区域水资源可持续利用评价为2~3级,反映出文山州现状及中、长期水资源处于可持续与基本可持续之间的状况,亦表明所建立的GRNN评价模型和评价方法是合理可行的;② GRNN网络评价模型具有收敛速度快、预测精度高、参数调整少、不易陷入局部极小值等优点,可以更快地预测评价网络,能够满足客观评价区域水资源可持续利用状况的要求。     

基于遗传投影寻踪模型的陕西省水资源利用效率评估

分析水资源利用潜力,提高水资源利用效率对于解决城市水资源短缺问题十分重要.本文利用基于遗传算法的投影寻踪模型,选用万元GDP用水量、人均用水量、万元农业产值用水量、农田灌溉平均用水量、万元工业产值用水量为评价指标,对2009年陕西省11个行政区水资源利用效率进行评估.结果显示万元工业产值用水量对陕西省水资源利用效率影响最大,延安市的水资源综合利用效率最高.并针对最佳投影向量各指标权重提出了提高陕西省水资源利用效率的措施.     

基于MAGA-PPC模型的水资源配置方案综合评价

针对水资源配置方案的多目标性、模糊性和不确定性的特点,采用投影寻踪方法将高维数据投影到二维空间,结合聚类算法和多智能体遗传算法建立水资源配置方案综合评价投影寻踪聚类模型(MAGA-PPC),并通过指标的相关性分析验证模型的有效性确保求得最优解。以陕西省引汉济渭受水区为例进行研究。结果表明:MAGA-PPC能够较为系统地量化各方案在社会、经济、生态和资源等方面的综合差异,其评价结果符合研究区水资源开发利用的实际情况,MAGA-PPC在水资源合理配置方案评价中有较好的实用性。     

区域水资源可持续利用等级评价的GPPIM模型

区域水资源可持续利用系统评价是一个涉及区域人口、经济、资源、环境与社会5个子系统的复杂大系统评价问题。文中论述了区域水资源可持续利用系统评价的指标体系的选取,并探讨了用基于实数编码加速遗传算法的改进投影寻踪方法建立的新型等级评价模型,即遗传投影寻踪插值模型(GPPIM),并将其成功地应用于我国南方某区域水资源规划的现状年及各规划水平年的可持续利用系统评价的实例中。     

基于AHP-BP模型的文山州水资源可持续利用评价分析

基于层次分析法和BP神经网络的基本原理和方法,结合区域实际,利用层次分析法构建了符合丰水地区水资源可持续利用指标体系和评价标准,从水资源条件、水资源开发利用效率、生态环境状况、水资源合理配置和水资源管理能力五个方面提出50个评价指标,运用双隐层BP神经网络,建立AHP-BP水资源可持续利用评价模型,对文山州不同规划水平年水资源可持续利用进行综合评价。结果表明:①不同规划水平年各评价区域水资源可持续利用评价为2～3级,即处于可持续与基本可持续之间,反映了文山州现状及中、长期水资源可持续利用状况,符合区域发展实际。②AHP-BP评价模型克服了层次分析法判断矩阵构造主观性强和一致性不易检验等缺点,满足客观评价要求,且双隐层BP神经网络具有比单隐层网络学习时间短,参数收敛迅速,自适应能力强等优点。     

基于投影寻踪法的城市水生态文明建设评价

基于水生态文明城市建设的理念和要求,从水安全、水生态、水管理、水景观、水文化5个方面,构建了包含29项指标的城市水生态文明评价指标体系;综合考虑国内外的经济社会发展水平和区域特征,确立了理想、和谐、基本和谐、不和谐、极不和谐5个评价等级标准,建立了基于实数编码的加速遗传算法(real coded accelerating genetic algorithm,RAGA)的投影寻踪评价模型,并以安徽省马鞍山市为例,对其2012年的水生态文明建设情况进行等级评价。结果表明,马鞍山市2012年的水生态文明处于基本和谐的状态,与实际情况相符。