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《大连理工大学》 2004年
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水资源系统风险管理与优化决策理论及应用研究

于义彬  
【摘要】:水是重要的自然资源,是人类社会经济发展的基础。在经济和社会发展过程中,许多国家所面临的许多挑战越来越多的与水有关。缺水、水质恶化以及洪水是其中需要引起更多注意并采取更多行动的问题之一。因此,研究水问题,从而对水资源进行有效的管理、配置,实现水资源的可持续利用以及水资源与人口、经济、社会和环境的可持续发展,具有十分重要的意义。而水资源的开发利用以及管理等是人类作用于水资源系统的理性活动,这些活动本身存在着复杂的评价决策的问题,从本质上说,评价是一种多级决策问题,因此,从这个意义上来讲,评价与决策是一回事,或者说决策包括评价。同时,由于水资源系统内包含着大量的不确定性因素,给决策增加了难度,也不可避免的带来风险,从某种意义上讲,决策与风险是并存的。因此探讨正确的优化决策模式和风险管理方法以便对水资源系统实施科学管理,是解决水资源问题的一个基础工作,也是本文研究的目的。显见,从水资源工程可行性研究,到其投资建设、运营管理等都存在着大量的决策和风险管理问题,因此,本文从研究更基础的一般的优化决策和风险分析理论出发,结合水资源本身的特点,对水资源系统风险管理和优化决策理论与方法开展研究,理论方法和应用相结合,其主要研究内容和成果概括如下: (1)洪灾可谓是我国自然灾害中最严重的灾害。防洪风险不可避免,但是洪灾损失可以减轻。防洪风险管理的本质,就是综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段,合理调整客观存在于人与自然之间及人与人之间基于防洪风险的利害关系,促进防洪系统整体的协调发展,实现系统整体的长远的最大利益。论文分析了国内外的防洪情况,理顺了防洪系统风险的概念和内涵,给出了防洪风险管理的战略模式,从而为进一步的更具体的实际风险管理操作提供思路和依据,最后论述了防洪减灾与可持续发展的关系。 (2)洪水保险作为防洪风险管理的重要手段,已经越来越被更多的国家重视。然而洪水保险的实施现状并不乐观,因此对洪水保险的理论研究以促进其更有效的实施是非常必要的。由此论文在第二章的基础上,综合应用了经济学、保险学、系统工程等理论和知识,试图寻求洪水保险的内在性质和规律,建立了洪水保险的效用模型,结合洪水保险,基于自我保护、自我保险和市场保险理论,分析了三者与洪水灾害之间的关系,从洪水保险投保者和保险者的角度分析了保险需求特性,以及洪水保险费率变化对被保险对象的影响,该模型和方法能有效的揭示被保险者与保险者的效用属性和价值取向,从而对全面实施洪水保险提供决策支持,具有一定的理论指导价值。最后,结合我国的具体国情提出了洪水保险的若干建议。 (3)水资源工程的决策问题,通常是一个群决策问题。对一个复杂的水资源工程的 决策问题而言,决策群体面对的往往都是不确定的环境,很难找到或者就不存在决策问 题的所谓最优方案。系统状态本身不确定,人们认识水平有限,所以通常是在有限的可 行方案中寻求相对最优方案。由此论文基于陈守爆提出的工程模糊集理论中相对优属度 的思想方法,并考虑决策问题的未来状态的不确定性,对决策状态的不确定性带来的指 标值不确定的风险型多人多目标模糊决策问题进行研究,每个决策者选择的指标、指标 值以及指标权重可以不同,通过对风险指标分类、规格化,进行二阶段分析求解,从而 得到风险型多人多目标模糊决策模型。该模型能有效的反映决策个体的偏好,并考虑指 标值的不确定性,思路简单明确,计算方便。最后通过计算实例进一步验证了方法的可 行性。 (4)决策问题的结果可能会出现方案之间的最后评价值相差很小,实际工作中还需 要作进一步的研究。陈守煌将模糊集理论和神经网络相结合,提出了模糊优选BP神经网 络模型,此模型中激励函数物理概念明确,易引入人的经验知识。但是,模糊优选BP神 经网络模型在训练过程中收敛速度较慢,而且易陷入局部极小点。由此本文在对松花江 流域蓄滞洪区方案优选中,应用陈守煌提出的基于遗传算法优化模糊神经网络权重的智 能决策的思路,对松花江流域蓄滞洪区方案优选进行智能决策,结果验证了方法的可行 性和有效性。 (5)目前在多目标决策中,通常确定指标权重的方法是主观确定或者是通过迭代而 得到,而这两种方法都有其不足。采用主观权重分析法,会使评价结果受人的主观性影 响较大;采用客观权重的模糊评判法则高度依赖方案集。人们一直在寻求一种能同时考 虑主观权重和客观权重的多目标决策理论和方法。由此论文在第四章和第五章研究的基 础上,通过引入主观权重与客观权重折衷系数的概念,建立了一个兼顾主客观决策相统 一的模糊循环迭代模型,并对循环迭代的收敛性进行了证明。该模型能综合考虑决策者 的主观意识和决策指标值的本身属性,从而为解决水库防洪调度等的多目标决策问题提 供了一种新的思路和方法。最后通过计算实例进一步验证了方法的可行性。 (6)水质污染问题已经成为我国环保领域的重要课题,它影响到人类的生存与发展。 水质评价是对水环境进一步治理的前期工作。论文中,首先介绍了
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV213.4

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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