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复杂水环境资源系统智能管理、预测和决策的研究

张道军  
【摘要】: 当代人类社会面临着水资源严重缺乏与污染日趋加重等重大环境问题,制约着人类社会、经济和文化的可持续发展,探讨正确的管理模式和方法对复杂水环境资源系统实施科学管理,是解决重大环境问题的一个重要手段,也是本文研究的目的。 传统的复杂水环境资源系统管理理论,在管理体系上,没有建立以集成管理、数字化设计为基础的,以可持续发展为目标,包含模糊集方法、神经网络方法、遗传算法相结合的智能管理体系;在管理方法上,没有提出系统的集成化管理理论,没有充分体现数字化技术对管理的影响;在研究范围上,局限在应用层次上的多,没有建立包括管理思想、方法和应用三个层次内容的系统管理理论。本文以复杂水环境资源系统为研究对象,提出了复杂水环境资源系统管理新思路。主要研究内容和成果如下: 1.对复杂系统和复杂水环境资源系统进行了详细分析,明确了复杂水环境资源系统管理应以可持续发展为目标。分析了构建复杂水环境资源系统智能管理新思路所涉及的可持续发展评价、预测、决策、集成管理和数字化设计理论研究及应用现状,提出了复杂水环境资源系统智能管理新思路。 2.研究了复杂水环境资源系统集成管理问题。分析了集成管理的内涵,是一个包括数字化技术、管理方法、管理过程和管理要素四项内容的综合集成,明确了以建立协商机制为基础的关系控制是集成管理的一个重要方法。研究了管理方法集成的经济学方法,分析了资源产权制度、资源价格制度和如何有效使用资源以实现复杂水环境资源系统可持续发展。 3.研究了数字化技术在复杂水环境资源系统智能管理应用中的新图景。提出了管理数字化设计的基本思想和步骤。分析了智能体、数据仓库、地理信息系统和3S集成技术、因特网、群件五项前沿数字化技术在复杂水环境资源系统管理数字化设计的运用方法。 要成功地建立复杂水环境资源系统数字化工作体系,必须从组织与社会的大背景下来考虑问题。这包括重视建模和计算技术,强调“以人为本”的精神,变革管理组织,建立学习型组织,采用ISO9001标准强化质量管理,引入营利精神和商业行为,开展系统整合。 4.研究了复杂水环境资源系统可持续发展量化评价方法。指出可持续发展是时间维上的模糊概念,可以用工程模糊集理论中的相对隶属度来描述,给出了复杂水环境资源系统发展可持续度的定义及其计算方法。研究了黑龙江省及其所辖14个地区水环境资源系统的可持续度。 研究了实现复杂水环境资源系统可持续发展的一个重要策略——非平衡发展问题,采用模糊模式识别模型科学确定复杂水环境资源系统的增长极。 5.在陈守爆提出的智能预测理论基础上,将模糊集、神经网络和遗传算法同复杂水 环境资源系统组合预测相结合,提出了复杂水环境资源系统模糊非线性智能组合预测方 法,并用于径流中长期预报及黄河凌汛预测中。计算结果表明,模糊非线性智能组合预 测方法的预测精度高于单一预测模型和线性组合预测模型。 6研究了复杂水环境资源系统智能决策方法,将陈守惕提出的智能决策理论具体应 用到复杂水环境资源系统管理决策中。研究了在智能决策动态对话出现正问题计算结果 不离散时,单纯靠正问题计算的相对优属度难以进行决策,可以通过引入模糊语气算子 对相对优属度调整,然后再反向推算指标权重 最后,对上述问题的研究作了总结,并对需要进一步研究晌题作了展望。


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