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1、基于模糊逻辑的水闸防洪调度决策第1期2007年3月水利水运工程HYDRO-SCIENCEANDENGINEERINGNO.1Mar.2007基于模糊逻辑的水闸防洪调度决策樊宝康,顾正华,包纲鉴(1•南京水利科学研究院,江苏南京210029;2.浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310028)摘耍:以三汉河道水闸防洪调度模糊决策为例,设计了水闸防洪调度模糊系统.结果表明,基于模糊逻辑的水闸防洪调度决策方法,具有决策响应速度快,可以利用调度经验知识,适应非结构化等优点.关键词:模糊逻辑;模糊决策;河网;水闸调度中图分类号:TV8
2、7文献标识码:A文章编号:1009-640X(2007)01一0057—04DecisionmakingofsluiceSfloodcontroloperationbasedonfuzzylogicFANBao.kang,GUZheng.hua.,BAOGang-jian(1.NangHydraulicResearchInstitute,Nang210029,China;2.CollegeofCivilEngineering&Architecture,Zh〜iangUniversity,Hangzhou31002
3、8,China)Abstract:ThesluiceSfuzzyfloodcontrolsystemisdesignedbytakingthefuzzydecisionmakingsystemforfloodcontroloperationofsluicesonaY-riverasanexample.ResultsshowthatthedecisionmakingofsluiceSfloodcontroloperationbasedonfuzzylogichasadvantagesofrapidresponse,abil
4、itytowellutilizeoperationexperienceandadaptabilitytounstructuralproblemSeKeywords:fuzzylogic;fuzzydecisionmaking;rivemetworks;sluiceoperation水闸是构成河网地区防洪体系的重要组成部分.如何进行科学的水闸调度,发挥水闸最佳防洪效益,是河网地区防洪减灾研究的重要课题.水闸的防洪调度则是具有多目标,多约束的优化决策问题,应用通常的决策理论就较难解决实际问题.因此,某些研究人员开始尝试将智能
5、科学中的i些不确定性理论,运用到水闸防洪调度决策中…•如应用人工神经网络理论和河网非恒定流数学模型,构建河网水闸智能调度辅助决策模型,由水闸神经网络调度模型输出调度方案,再通过河网非恒定流数学模型提供调度预案,并对输出调度方案进行模拟检验•诞牛于20世纪60年代的模糊逻辑理论,为进一步解决水闸的防洪调度提供了方便.模糊逻辑是基于人类模糊思维这一抽象机理,以描述与人类模糊思维的方式,方法相关的宏观过程•它适合于复杂的,不确定的,即使采用各种假设和近似仍不能精确模拟的领域•近几年来,模糊逻辑在水科学中广泛应用于水利水电工程中
6、的模糊决策,模糊控制,模糊综合评判,水资源评价以及水质管理等领域•本文尝试将模糊逻辑理论应用于河网水闸防洪调度决策屮,为河网地区水闸防洪调度决策寻求一种新的途径.收稿日期:2006—09—21基金项目:水利部现代水利科技创新项目(XDS2004—04);水利部”948”项目(200312)作者简介:樊宝康(1952一),男,上海人,高级工程师,主要从事水利工程自动化研究与应用58水利水运工程2007年3月1模糊逻辑理论基础根据模糊逻辑理论构造的模糊系统工作原理见框图1.模糊推理机将模糊规则库屮的模糊规则转换成某种映射,即
7、将输入空间的模糊集合映射到输出空间的模糊集合,其推理实质是模糊关系的合成运算,这种运算有多种不同的定义方法•最常用的是最大一星合成(max.starcomposition),可描述为:设UyUy和GZ,X,Y和Z为论域,是到y的一个模糊关系;S是y到Z的一个模糊关系;到s的合成也是一个模糊关系,记为二.s,它的隶属度为(,)二V((,Y)(Y,z)),其屮”V”是并的符号,它表示对所有Y取极大值或上界值;"是二项积算子,通常采用交运算Ay二min{,y},就可得到最大一最小合成运算.SH(,z)二V((,Y)A(y,))
8、・模糊规则库是模糊系统的核心部分,系统其他部分的功能在于解释和利用这些模糊规则解决具体问题.在水科学屮用得最多的模糊规则是if—then规则,即A—B:ifisAthenYisB,其中的A和为分别定义在论域和y上的模糊语言变量,模糊关系A—称为模糊蕴涵关系,由A—所表示的模糊蕴涵是定义在XXY上的一个特殊的模糊关系,