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区间多目标规划在区域水资源优化调度中的应用

杨亭亭  
【摘要】:水资源是工业生产、人民生活所不可或缺的重要资源。随着社会的发展,由水资源短缺或不合理调度引发的地区间供需矛盾不断加剧,因此如何根据水资源的现状优化配置水资源已成为当前亟待解决的水资源问题。由于不确定性是资源管理更是水资源管理中不可或缺的因素,故水资源中的不确定性信息的处理变得越来越重要。随机规划和模糊规划是两类传统的不确定性优化方法,它们需要大量的不确定性信息以构造变量的精确概率分布或模糊隶属度函数。然而,对于很多实际问题,获得足够的不确定性信息往往显得非常困难,这使得这两类方法在适用性上具有一定的局限性。区间数优化是一类相对较新的不确定性优化方法,它利用区间描述变量的不确定性,只需要通过较少的信息获得变量的上下界,故在不确定性建模方面体现了很好的方便性。 本文针对区域水资源优化配置模型的建立及求解进行研究,采用区间多目标规划的方法来处理这个实际问题。建立了区域水资源优化调度区间多目标线性规划模型和区间多目标非线性规划模型,并介绍了相应的求解方法,最后将得到的多个方案进行了排序。主要内容如下: (1)针对区域水资源优化配置的多目标性和不确定性,引入代表不确定信息的区间数,建立了区域水资源优化配置的区间多目标线性规划模型。然后介绍了四种求解区间线性规划的方法,并对这几种方法进行了比较,最后将其应用到东营市的水资源优化配置中。 (2)在所建立的水资源优化配置区间线性规划模型的基础上,加入协调发展约束,建立了区间非线性规划模型,并对其求解进行了探讨。利用基于区间数的可能度不确定约束转换方法将模型转换为一两层嵌套优化问题,然后用自适应微分进化算法对模型进行求解,最后同样将其应用到东营市的水资源优化配置中去。 (3)介绍了一种区间数排序的可能度法。基于区间数排序的可能度公式给出了区间数排序的可能度法,并用它来对多个水资源优化调度方案进行排序。


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