天津市多水源综合配置与调控的多agent仿真优化研究

《天津市多水源综合配置与调控的多agent仿真优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第一章绪论究已经迫在眉睫。天津市多水源管理面临的关键问题是：着力构建多水源条件下水资源与水环境承载力的综合评估体系，建立体现水价、生态、环境等因素的多目标水资源配置决策支持系统，合理确定海水淡化规模、控制地下水开采规模、’推动再生水的合理利用，优水优用、梯次供水，实现水资源配置的科学化、系统化。把多水源配置与天津市经济、社会、环境生态、人文等和谐发展结合起来。为了缓解天津市的用水危机，合理的分配与利用有限的水资源，天津市开展了多项以水资源配置为核心内容的规划研究工作。如《二十一世纪初期水资源支持天津可持续发展规划》(天津市水利局，2004年)；<天津市“十一·五"环境保护科学技术发展

2、规划》(天津市环境保护科学研究院，天津市环保局科技标准处，2005年)等。以上的规划和研究对于天津市水资源的供需分析及合理配置，从不同的方面进行了分析计算，对水资源工作有着很重要的指导意义。然而，从今后的工作考虑，天津市尚缺乏一套基于多种水资源合理配置的计算模型和平台，以便直观、准确快速地解决天津市的水资源配置问题，实现水资源的高效利用。尤其是天津市滨海地区，已经具备了海水利用包括海水淡化、海水用于工业冷却等海水利用的技术基础，具备了再生水利用包括深度处理回用的CMF、RO技术基础，即具备了多种水源合理配置、优化调度的基础。因此，迫切需要多种水源合理配置的研究成果，以便为领导和管理部

3、门进行决策提供依据并指导解决滨海地区水资源问题。由于水资源关系到城市社会、经济、环境等众多方面，不同的水资源综合配置方案及政府宏观调控和协调策略可能给各部门或方面带来不同的效果和影响。通过观察效果，及时调整方案和策略是水资源管理和决策的基本过程和方法。然而，水资源综合配置方案和水资源应急预案实施效果评价是一个复杂的系统问题。一方面，水资源配置方案或调控措施对各个部门、方面影响效果和影响时间存在差异：另一方面，社会各个部门或方面之间存在相互依存、相互作用，受水资源影响的某些部门或方面是一些智能的主体，一项措施和配置方案的实施将引发社会各个方面之间的相互作用，如它们会针对调控方案采取相应

4、对策，减少调控对自己的影响，而促发对其他相关部门的影响，最后达到一种均衡状态，因此，一套水资源配置方案或调控措施的影响效果是动态反映出来的。以往的水资源调控影响效果分析研究方法，大多是采用规划优化、系统预测等方法，一方面，这些方法难以考虑各个部门之间的相互影响，所提供的信息对政府和相关部门做水资源配置方案决策具有一定的局限性，另一方面，运用这些方法研究往往需要花费大量的时间，缺乏对问题及时的反应。有些研究也采用了系统模拟方法，但在模拟中主要考虑的是水资源不同形态的转化过程以及利用过程，而没有考虑不同水资源政策引起各个相关部门之间的动态相互作用，因此，2第一章绪论难以反映水资源配置和调

5、控的真实效果。多Agent仿真技术是目前解决复杂系统的前沿技术，它集计算机通讯技术、决策理论和计算机仿真技术于一体，是目前国内外研究的热点方法之一。其中Agent在国内被翻译为代理或智能体，每一个代理或智能体具有智能性、对行为和环境的感知能力以及社会性。所谓智能性，简单来说，是指它们能够通过感知外界环境的变化，根据自身情况采取相应对策。所谓社会性，是指每一个智能体都处于社会之中，它们相互作用、交流信息和相互影响，从而使整个系统达到一种均衡。多Agent仿真实质上就是：通过模拟每个Agent的行为决策准则以及模拟它们之间的相互作用过程，从而揭示整个系统的行为特征。如果将多Agent仿真

6、优化技术运用于水资源优化配置系统，建立一套平台，借助该平台，水资源管理决策部门能够快速获得不同水资源综合配置方案和应急措施对社会各个方面的动态影响过程以及受影响各个方面和部门的相互作用过程，优化水资源配置方案以及快速选择应急预案等调控策略，将会对天津市经济、社会、环境、生态的协调发展发挥重大作用。1．2国内外研究现状1．2．1国内水资源优化配置研究现状我国在水资源优化配置方面的研究起步较晚，但发展很快。20世纪80年代初，由华士乾教授为首的课题组对北京地区的水资源利用系统工程方法进行了研究，并在“七五”国家重点科技攻关项目中加以提高和应用。该项研究成果考虑了水量的区域分配、水资源利用

7、效率、水利工程建设次序以及水资源开发利用对国民经济发展的作用，成为我国水资源配置研究的雏形伫1。“水资源优化配置”一词，1991年在我国正式提出，当时，为了借鉴国外水资源管理的先进理论和技术，在国家科委和水利部的领导下，中国水利水电科学研究院陈志恺和王浩等在1991-1993年期间承担了“华北水资源管理(UNDPCPR／88／068)”项目。首次在我国开发出了华北宏观经济水资源优化配置模型，研制了京、津、唐地区宏观经济水规划决策支持系统b1。它包括由宏观经