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《郑州大学》 2002年
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水资源大系统多目标风险型群决策研究

王海政  
【摘要】: 水资源短缺不但制约了社会经济的发展,也造成了严重的生态环境问题,解决这些矛盾的途径有两个:一是开源节流;二是对有限的水资源进行优化配置,这两个方面相辅相成,以促进区域的可持续发展和水资源的可持续利用,其关键还是如何合理地调控水资源。跨流域调水工程是由工程措施与非工程措施组成的集成体系的调控手段。跨流域调水量与供水区域的各种水资源耦合构成了复杂的水资源系统,在这个系统中的水资源优化配置决策中普遍存在大系统、多目标决策、风险决策、群决策等特点,因此,研究这些特点对开展水资源优化配置决策具有十分重要的理论意义与实践价值。 论文研究针对跨流域调水工程水量优化配置决策,采用大系统、多目标决策、风险决策、群决策理论,通过交叉耦合的途径,研究设计了决策问题的大系统结构;考虑研究问题决策特点的逻辑关系,设计了水量优化配置问题的决策模式;按照解决问题模型的性质不同,研究了这些模型体系的逻辑关系。针对决策问题包括工程方案选择排序子系统和水量优化配置子系统,对两个相互关联的子系统建立了不同层次决策问题的决策模型:研究建立了水量优化配置的多目标决策模型与调水工程方案选择排序的多目标决策评价模型;考虑不确定性决策环境的存在,研究建立了基于随机与模糊的水量配置的多目标风险决策模型、调水工程方案选择排序的多目标风险决策模型;针对决策所表现出来的利益冲突与群体决策的特点,引入群决策的理论与思想,分别建立了水量优化配置决策、跨流域调水工程方案选择排序的大系统多目标风险型群决策模型。具体研究内容如下: (1)分析研究了水量优化配置问题的大系统结构,提出了科学意义上区域缺水的判别条件,设计了跨流域调水工程水量优化配置的决策模式,研究了水资源优化配置决策方案的信息结构。采用分解协调思想,以调水量与水量配置效果作为关联变量,将水量优化配置决策问题中耦合存在的工程措施子系统与非工程措施子系统分解为调水工程方案选择与排序子系统、水量优化配置子系统,并对两个子系统分别进行了结构分析。研究了水资源调控的运筹原理、区域缺水条件与调水时机、水资源优化配置决策评判准则与决策机制。针对决策问题是一个大系统、半结构化、多层次、多目标、风险型、多决策者的决策问题,采用从系统分析到系统综合集成的认识和解决问题的过程,对其决策模式进行了分类,并进一步建立了大系统半结构化的交互式多层次多目标风险型群决策方法逻辑框架体系。研究了水量优化配置决 中/英文摘要 策、调水工程选择排序的备选方案的目标空间信息、决策空间信息、风险空间信息 等信息,并建立了决策备选方案的信息结构图。 ①针对大系统中工程方案选择子系统和水量优化配置于系统,分别建立了基于 满意度的多目标交互式迭代的水量优化配置决策模型、开发次序研究的多目标决策 评价模型。在跨流域调水IS的多水源联合调配数学模型建立的基础上,研究了水 量优化配置决策分解递阶模型的单目标求解技术,提出了采用满意度的概念和交互 式决策的思想,针对多层次决策问题,在基于多目标综合满意度的单层次多目标抉 策模型及其算法研究的基础上,建立了基于满意度的多目标多层次交互式迭代的水 量优化配置决策模型。针对工程方案选择与排序子系统,分别建立了基于方案选择 的多目标模糊整数规划模型、基于经济比较的开发次序研究动态规划模型。 (3)在前面建立的确定型多目标决策模型的基础上,引入随机与模糊两种不确定 型决策环境,分别建立了基于随机与模糊的水量优化配置多目标风险决策模型、基 于随机与模糊的调水工程方案选E序的多目标风险决策模型。在水资源优化配置 系统中广泛存在着大量的随机不确定性、模糊不确定性,形成了随机与模糊耦合的 不确定型决策环境,研究了随机模拟的机会约束风险决策与模糊模拟的机会约束风 险决策的理论基础,考虑水资源供给侧来水条件的随机性与需求侧杜会经济系统未 来水资源需求预测的模糊性,建立了基于随机模拟与模糊模拟的多目标风险抉策模 型,并探讨了交互式的多目标机会约束诀策的混合遗传算法求解技术。针对跨流域 调水工程风险决策表现出来的模糊性与随机性特点,分析了模糊不确定性对调水工 程风险分析与风险决策的影响,引入模糊事件的模糊概率的概念,建立了基于随机 与模糊不确定性的经济风险分析与风险决策模型,在此基础上研究建立了开发次序 研究的多层次多目标模糊动态规划模型。 (4)在大系统多目标风险决策模型研究的基础上,引入群抉策理论与技术,针对 水量优化配置、工程方案选择排序两个子系统,分别建立了基于群体满意度的调水 量优化配置决策的、基于群体偏好集结的调水工程方案选择排序的大系统多目标风 险型群决策模型。分析研究了两个子系统群决策是一个半结构化和非结构化耦合大 系统,具有仲突协商决策、柔性决策、主从递阶决策、随机与模糊决策环境等特点 的问题。基于群体满意度的概念,在单层次多目标风险型群决策模型建立的基
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV212

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