水安全评价的参数化组合算子普适指数公式.pdf

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1、万方数据第32卷第1期2012年2月水文JOURNALOFCHINAHYDROLOGYV01．32No．1Feb．，2012水安全评价的参数化组合算子普适指数公式李祚泳，张正健，余春雪，汪嘉杨(成都信息工程学院，四川成都610041)摘要：传统的参数化多元组合算子模型因取极大极小运算丢失太多信息。而且不能普适通用。若适当设定水安全评价各指标参照值和指标值的规范变换式。使规范变换后的不同指标的同级标准规范值差异很小，从而可以认为用规范值表示的不同指标皆“等效”于某个规范指标。因此，用规范值表示的水安全评价的

2、参数化多元组合算子指数公式可以用该“等效”指标的水安全评价的参数化多元组合算子指数公式替代。在满足一定优化目标准则条件下，应用免疫猴王进化算法对公式中的参数进行优化，得到优化后对任意m项指标组合都适用的水安全评价的参数化组合算子普适指数公式。对公式的可靠性进行了理论分析，并对公式的实用性进行了效果检验。结果表明：水安全评价的参数化组合算子普适指数公式具有形式简洁、直观。计算简便和普适通用的特点。关键词：规范变换；水安全评价；参数化组合算子；普适指数公式中图分类号：X824文献标识码：A文章编号：1000—

3、0852(2012)01—0006—071引言水安全直接关系到国家的安全和社会的稳定，因而水安全问题已成为当前研究的热点。而对水安全作出客观可信的评价则是进行水环境管理决策的基础。多年来，国内外学者提出的水安全不确定性评价方法主要有指数评价法[121、模糊评价法[31、集对分析评价法[41、物元评价法[51、属性识别理论评价法[61等。这些方法虽然能反映水安全评价过程中具有的模糊性、不相容性和既确定又不确定性等特征，但是由于水安全系统指标较多，用上述方法均需构造众多的评价函数，不仅设计评价函数的工作量很大

4、，而且评价函数设计的主观性也较大，因而实际中使用不便。此外，水安全评价的投影寻踪评价模型和支持向量机[71等评价模型也因指标较多而使模型结构和参数优化变得复杂．因此亦限制了其实用性。上述水安全评价的模型和方法一个共同的缺陷是不具有普适性和通用性。从理论和实用要求出发，任何一种水安全评价模型和方法应尽可能具有科学合理、简洁直观、计算简便和普适通用的特点。为此，在选择典型区域的水安全评价的指标体系及其分级标准基础上，适当设定各指标的参照值和指标值的规范变换式，使由规范变换式变换后的不同指标的同级标准的规范值差

5、异很小，因而用规范值表示的不同指标皆可用同一个规范指标来“等效”替代；用指标规范值表示的水安全评价的参数化多元组合算子模型可以用指标规范值表示的二元组合算子模型的适当组合表示。从而既简化了参数化多元组合算子模型的结构，又避免了信息损失。并对模型进行了可靠性分析和通过案例对模型的实用性进行了检验。2水安全指标体系的建立及指标的参照值和指标值的规范变换式选取了山东省水安全评价作为范例。其23项指标及其分级标准c法如表1所示[6／。虽然不同指标同级标准值差异很大，有的甚至相差几个数量级，但若能分别收稿日期：20

6、11-06一01基金项目：科技基础性工作专项项El(201IlM011000)；国家自然科学基金项1；1(511791lO)作者简介：李祚泳(1944一)，男，四川宜宾人，教授，博士生导师，主要从事水环境信息分析计算和水资源安全评价等研究。E-mail：lizuoyong@cuit．edu．cn万方数据第1期李祚泳等：水安全评价的参数化组合算子普适指数公式7对各指标设定一个适当的参照值Ci。和相应于参照值的指标值的规范变换式(1)和式(2)。各指标参照值cm和指标值的规范变换式的设定既需要科学技巧。也要有

7、艺术眼光。其设定原则为：通过对各项指标各级标准值之间的变化规律f比如线性或非线性)的观察、分析、比较和提炼，使不同指标的同级标准值C疏经式(1)和式(2)变换后的同级标准规范值戈毛差异尽可能小，而不同标准之问的标准规范值差异尽可能大。这一过程巧2需要对选择的c加和变换式(2)反复设置、试算和调整，直到满意为止。从而可以认为所有指标皆“等效”于某个规范指标。1戈j=}lnx／(1)。3式中：戈j为指标，U=l，2，⋯，23)的规范值；巧为由式(2)计算得出的指标，(为简便，只用指标代码4j的下标i代表指标)

8、的变换值。c／cjocj>，cjo对指标41、42、A4、A9、A11、421、A23(c／cjo)2Cj≥Cjo对指标A6、A7、A8(c／cjo)3cj≥cio对指标A17、A18(c／cjo)4．Cj≥Cjo对指标Alo、A加，¨(cj／c／o)坭Cj≥Cjo对指标A19、A22一(c『，c『o)Ⅳ3cjO>Ici对指标A5、A12、A13、A14、A15、A16((Cj一87)／Cjo)抛cj>187对指标A31cj<