区域水资源调度系统全息智能决策理论模型与应用研究

《区域水资源调度系统全息智能决策理论模型与应用研究》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、大连理工大学博士学位论文区域水资源调度系统全息智能决策理论模型与应用研究姓名：许海军申请学位级别：博士专业：水文学及水资源指导教师：王本德20040415摘要区域水资源调度决策研究是水资源合理利用、优化配置、避害趋利的重要课题。本文首先阐述了区域水资源的组成及表示方法，论述了区域水资源系统面临的洪水灾害和冰资源短缺的问题，综述了水库预报调度方法和一些智能理论与方法在区域水资源调度系统的应用。在此基础上，提出了区域水资源调度系统全息智能决策的研究思路和主要研究内容。浆于区域水资源调度系统的复杂性，本文针对区域水资源调度决策中普遍存在的利用信息不全，缺乏代表性和智能化水平低的问题，

2、就区域水资源调度系统决策中的单位线汇流模型选择、调度方案优选、径流中长期预报、水库与井群联合调度、补偿水库放水决策、数据仓库支持平台等问题开展研究，研究成果概括如下：(1)针对区域水资源调度系统决策上存在的主要问题，融合几种人工智能方法，提出了区域水资源调度系统决策理论与模型。它主要是将粗集理论和模糊推理一神经网络系统相融合，在考虑实时数字信息和模糊信息组合成的全信息空间上，用粗集理论产生模糊规则，用模糊推理方法表示规则系统；采用BP人工神经网络来学习模糊参数。该模型对于区域水资源调度系统的一些问题来说。它可以考虑所有的前期影响因素，不仅考虑可观测的数字信息，还能采用模糊的专家

3、经验信息，在全信息条件下处理问题：利用粗集理论产生规则，避免主观倾向；模糊推理一神经网络模块可以用神经网络的自学习能力，确定模糊推理系统的有关参数，使参数识别直接从样本中学习，以客观方式完善模糊推理规则：该方法模型简单实用，全部可由计算机实现：该理论模型还是一个开放的体系，随着调度系统的运行，它可纳入更多的样本及专家经验，改善自身结构，辅助决策者做出科学正确的决策。(2)单位线的应用存在其自身代表性不强的问题，一条或几条单位线代表了所有成因的流域洪水，致使洪水预报偏差较大。针对此问题，本文提出全息智能单位线汇流方法。首先整理历史发生的实测洪水资料，分析出每次洪水对应的单位线，同

4、时分析每次对应的影响因素，考虑全部的实时观测到的信息，包括数字的和模糊的信息。由每次历史洪水的影响因素和相应的单位线编号组成全息智能单位线信息表。再由信息表产生差别矩阵，经过差别矩阵的降维、稀疏化处理，最后用膨明×方法约简信息表，产生单位线应用规则。在单位线应用时用模糊推理一神经网络来选择单位线。这种方法首先它考虑了单位线的所有影响因素，在全信息状态空间条件下产生模式单位线；在单位线选择规则产生方面，采用粗集理论，完全从数据集中发现知识，主观成份较少；在单位线应用时，应用模糊推理一神经网络模型，它解决了模糊推理系统中的若干参数识别问题。实例研究，说明该方法可提高预报精度，洪峰流

5、量、峰现时间和洪水过程与实际接近，说明全息智能模式单位线是可行的。(3)深入研究水库防洪实时调度决策问题是水库调度工作的核心。本文先回顾了水库防洪实时调度决策的模糊推理方法，即CRI方法和模糊推理特征展开近似推理法。在此基础上，结合神经网络理论具有的鲁棒性、非线性、自学习等功能，构造水库防洪实时调度决策模糊推理神经网络模型。它具有根据面临时刻“小前提”自动匹配推理规则，给出合理调度决策的功能，而且在学习阶段，它可以自学习确定输入影响因素的模糊隶属函数参数。(4)实施水库调度方案优选全息智能决策，需要进行水库洪水调节计算，本文研究了考虑水库动库容的调洪计算方法。针对水库普遍存在的

6、动库容问题，应用复杂情况下水库调洪数值解析解法，根据水库动库容计算的实际情况，提出了基于理论公式和基于实测资料的水库动库容调洪数值解法。它是水库调洪数值解法的扩展与完善；大伙房水库实例研究表明，它使水库调洪计算结果更接近于实际水位值；它不用试算与迭代计算；速度快，易于在计算机上实现。它为带状河道型水库调洪计算提供了比较优越的计算模型与方法。(5)针对传统径流中长期预报模糊推理模式法存在的问题，结合模糊集理论、模糊推理一神经网络技术的发展，提出径流中长期预报基于粗集理论模糊推理一神经网络模型。该模型首先选择径流的预报因子，其选择方法是用预报因子相关关系系数值大小比较选择；用粗集理

7、论约简径流中长期预报决策表，产生模糊推理规则；用BP神经网络技术学习模糊推理中的有关参数。由大伙房水库实例研究可以看出，模糊推理规则条数明显减少，比较客观地确定预报因子模糊子集的隶属函数有关系数，方法简单可行。(6)区域水资源供水调度模糊推理模式法，虽可以合理考虑模糊入流预报和降雨预报等模糊信息，便于总结调度人员的运行经验，但是，这种方法中模糊推理规则主要从经验中产生，而且，因素模糊隶属函数参数确定缺乏客观性。针对这些问题，本文在模糊推理模式法的基础上，应用粗集理论和神经网络技术，提出水库与