地下水资源系统多目标管理模型与模糊带权二次规划方法

本文以济南地下水资源系统保泉供水管理课题为例,分析研究地下水资源系统多目标管理问题。首先建立起地下水资源系统多目标管理模型;然后利用模糊数学理论和权重概念,提出一种求解多目标决策问题的模糊带权二次规划方法,此方法可以同时解决互为竞争、互为矛盾的各目标之间的不可公度性和主次性问题。实际计算表明,所建立的模型和提出的方法具有较强的实用性和通用性。     

地下水多目标管理模型及其应用研究

对地下水多目标管理模型的特点、建模和求解方法进行了探讨;以包头市为例,建立了综合考虑社会、经济、环境等因素的地下水多目标管理模型,并运用层次线性目标规划求解。研究表明,所提出的管理方案不仅可用于包头市水资源的科学管理,还可作为该区国民经济宏观决策的依据。     

梯级水电站多目标发电优化调度

以发电量和保证出力为目标建立梯级水电站的多目标发电优化调度模型,对三峡梯级中长期发电优化调度进行研究。针对传统方法求解多目标优化问题的局限,提出一种强度Pareto差分进化算法(Strength Pareto Differential Evolution,SPDE)用于求解梯级水电站的多目标发电优化调度问题。SPDE以差分进化算法(Differential Evolution,DE)为基础,采用SPEA2的适应度评价方法,并根据多目标优化的特点对DE的进化算子进行修正。同时,提出一种自适应柯西变异策略(Adaptive Cauchy Mutation,ACM)用于克服算法的早熟收敛问题。三峡梯级水电站实例研究结果表明,SPDE可同时考虑两个目标并有效处理复杂约束条件,一次运行即可得到一组在各目标分布均匀、分布范围广的非劣调度方案供决策者评价优选。     

灌溉水库水资源综合利用的多目标决策模型

以湖南龙源水库为例,应用系统分析方法,建立了以灌溉为主综合利用水库优化续建规划和调度运用的大系统多目标决策模型,并提出用带有变动惩罚项的动态规划法求解多目标动态规划模型.实例研究表明:数学模型和求解方法是可行的,优化调度所取得的效益是显著的.     

基于时变监测数据的降雨滑坡多目标随机反分析

基于非饱和土流-固耦合理论和贝叶斯理论,建立了边坡的非饱和土流-固耦合随机反演模型,提出了基于马尔科夫链的多目标随机反分析方法,利用位移和孔隙水压力时变监测数据进行多目标和单目标随机反演,并对反演结果进行比较分析。结果表明,多目标随机反分析参数后验分布标准差较单目标随机反分析明显减小。单目标随机反分析只对本目标进行优化,对其他目标的预测误差较大。多目标随机反分析能同时对所有目标进行优化,反演结果对所有目标误差均较小,95%置信区间较单目标明显收窄,采用不同类型监测数据的多目标随机反分析所得结果更为可靠,预测更为准确。     

三峡梯级枢纽多目标生态优化调度模型及其求解方法

针对三峡梯级枢纽综合效益的充分发挥及其对长江流域典型生态系统修复及持续改善的科学需求,通过分析发电效益与生态效益之间的制约竞争关系,以发电量最大和生态缺水量最小为目标建立了梯级电站多目标生态优化调度模型,对三峡梯级枢纽多目标生态优化调度进行了研究。同时,针对传统优化方法难以同时处理多个调度目标的固有缺陷,提出一种改进多目标差分进化算法对所构建模型进行高效求解。该方法针对差分进化算法在多目标协同优化和全局寻优能力等方面的不足,依据问题的特点重新设计了差分进化算法的进化算子,同时设计了一种多目标混沌搜索策略以加强算法的局部搜索能力。最后,依据多目标生态优化调度问题的特点设计了一种不需要设置惩罚因子的约束处理方法。通过三峡梯级枢纽多目标生态优化调度的实例应用,验证了本文所构建模型的合理性以及所提出算法的有效性和工程实用性。     

多目标模糊优选模型在环境质量评价中的应用

环境质量评价属于多因子识别和排序问题。在实际应用中评价因子的基准往往难以确定 ,从而影响评价结果。针对此问题 ,提出了多目标模糊优选模型 ,它是分析多目标环境系统的一个较新的方法 ,在介绍该理论的基础上 ,建立了环境质量评价模型 ,并在吉林西部进行了应用 ,通过与其它评价方法的比较表明 ,该方法用于环境质量评价具有通用性、合理性和实用性     

综合利用水库群多目标优化调度

研究了五个水库系统的多目标优化调度问题.根据系统中各水库及用户特点,建立了一个多目标分层序列优化的数学模型.第一层目标是对两个城市、三个灌区的供水优化;第二层目标是对水电站A₁的发电优化.计算表明,这个模型能获得较好的多目标效益.     

流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用

传统多目标决策方法难以刻画流域水资源系统调度周期内多目标互馈关系及需求动态变化, 可能导致关键时期特定目标保障不足。为弥补该缺陷, 提出多目标时变偏好决策方法。以金沙江下游为例, 分析发电与生态目标需求的时空变异性, 构建并求解两目标随时程变化的Pareto前沿簇, 量化各时期目标间竞争强度, 基于灵敏比的非支配关系, 定量识别各调度时期决策人的目标偏好, 形成偏向度决策支持集, 建立多目标时变决策模型。结果表明: 考虑时变偏好的决策方法, 其动态累积Pareto前沿可以支配传统静态Pareto前沿; 相较于传统方法, 研究区全年增发电量0.7亿kW·h, 全年和关键生态期生态效益分别提升8.06%和2.83%, 可以在保持发电效益的同时显著优化生态效益, 并提高关键时期生态需求的保障程度。     

多目标优化方法在地下水资源规划中应用的初步探讨

地下水管理从单一目标的规划发展到多个目标的规划是很自然的。本文扼要介绍了多目标优化理论的基本概念、基本特点和求解方法,建立了一个岩溶泉泉水分配的两个目标的线性规划模型并给出了模型的解,是多目标优化理论在地下水管理中应用的初步尝试。     

土方开挖粘塑性模糊随机损伤机理研究

以基坑工程为例分析了开挖损伤演变的模糊随机性并建立了广义非确定性空间O：Б（s,f）。提出了初始损伤有效张量的概念模型,在“损伤源汇”概念基础上提出了模糊衰减模型,构造了粘塑性模糊随机损伤增量方程并实现了基坑开挖过程的模糊随机损伤模拟。在线性算子基础上提出了模糊随机损伤矢量极限值{Ωu},进而建立了以损伤有效张量为基础的粘塑性模糊随机损伤本构模型及粘塑性非线性模糊随机数值方法。在粘塑性模糊随机损伤有限元基础上建立了粘塑性模糊随机损伤变化率方程,实现了对基坑开挖过程中模糊随机损伤演变发展的全面模拟,完成了模糊随机卸荷损伤模型的构建。     

样本数与边坡模糊随机可靠指标关系研究

以模糊随机变量理论为指导,视模糊随机变量的均值为模糊数,基于小样本理论推导了均值模糊数模糊变化范围与样本数的关系式。采用截集敏感性分析法进行了边坡稳定的模糊随机有限元可靠度分析,得到了边坡的模糊随机可靠指标及模糊滑面的位置,研究了样本数与边坡模糊随机可靠指标的关系。分析表明,基于模糊随机变量理论的模糊随机可靠度分析方法是随机可靠度分析方法的自然推广;模糊随机可靠指标与样本数有关,随着样本数的改变,模糊随机可靠指标的中值也会发生微小变化,不是定值;在相同的置信度情况下,模糊随机可靠指标的变化范围随着样本数的增加而减小,可通过增加样本数的方式来减小模糊随机可靠指标的模糊性。     

边坡模糊随机可靠性分析

为合理描述边坡稳定性分析中存在的多种不确定性,应同时考虑随机和模糊两种因素带来的影响.用L-R型模糊数描述随机变量的均值和方差,建立了模糊随机可靠性分析模型.为简化计算,将模糊数通过分解定理,取一系列λ截集,转换为一系列区间数进行计算.在一次二阶矩法基础上,推导了基于瑞典条分法及毕肖普法计算模糊随机可靠度的具体公式.算例表明,该法是合理实用的.     

Typhoon disaster assessment based on Dombi hesitant fuzzy information aggregation operators

Hesitant fuzzy set is an extension of the traditional fuzzy set, and it has the membership function which was expressed by several possible numbers. Since it was introduced, it has been received wide attention from scholars due to its powerful ability in describing the uncertainty. In this paper, we first introduce some new operations on hesitant fuzzy elements (HFEs) based on Dombi t-conorm and t-norm and then proposed some new aggregation operators for HFEs, such as hesitant fuzzy Dombi weighted averaging, hesitant fuzzy Dombi ordered weighted averaging, hesitant fuzzy Dombi weighted geometric, hesitant fuzzy Dombi ordered weighted geometric, hesitant fuzzy Dombi hybrid averaging and hesitant fuzzy Dombi hybrid geometric operator. Finally, a multiple attribute group decision-making approach under hesitant fuzzy environment is presented based on these proposed operators. A real example about typhoon disaster assessment is presented to show the advantages of the proposed method.     

Modeling land suitability/capability using fuzzy evaluation

Modeling the suitability of land to support specific land uses is an important and common GIS application. Three classic models, specifically pass/fail screening, graduated screening and weighted linear combination, are examined within a more general framework defined by fuzzy logic theory. The rationale underlying each model is explained using the concepts of fuzzy intersections, fuzzy unions and fuzzy averaging operations. These fuzzy implementations of the three classic models are then operationalized and used to analyze the distribution of kudzu in the conterminous United States. The fuzzy models achieve better predictive accuracies than their classic counterparts. By incorporating fuzzy suitability membership of environment factors in the modeling process, these fuzzy models also produce more informative fuzzy suitability maps. Through a defuzzification process, these fuzzy maps can be converted into conventional maps with clearly defined boundaries, suitable for use by individuals uncomfortable with fuzzy results.     

弹性介质边坡模糊有限元方法研究

针对弹性介质体边坡内存在的模糊特性,从弹性力学的基本方程式入手,应用模糊运算法则、模糊积分和模糊微分等方法,推导了弹性力学几何方程、物理方程和平衡方程的模糊表达形式。利用最小模糊位能原理,建立了考虑多参数模糊性的模糊有限元控制方程。数值算例表明,弹性介质体边坡考虑模糊特性影响的情况下的分析成果,能更全面地反映出计算参数模糊特性变化引起的边坡内力和位移的改变情况。     

基于模糊概率方法的岩体稳定性评价

岩体稳定性受多种不确定性因素的影响,不仅具有随机性,而且也具有模糊性,属于模糊概率的范畴,利用经典的模糊综合评判方法进行研究将会产生不合理的结果.在模糊概率理论的基础上,建立了一类新的岩体稳定性综合评价方法--模糊概率方法,并提出了模糊权重的概念,从而避免了权重取值带来的不确定性.结合所选取的5个影响岩体稳定性的因素,建立了这5个影响因素的隶属函数与模糊权重;利用此方法对某一地下岩体工程进行了分析,并与其他方法所评价的结果进行了比较,表明了该方法具有合理性与可靠性.     

基于已知钻孔的场地类别模糊等值线的建立

对照现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）场地类别划分方法,应用模糊数学原理,推导了场地类别的模糊二次评价方法,得出了场地类别的模糊向量和模糊特征周期,实现了场地类别划分的连续化;在此基础上,基于收集到的杭州市254个建筑场地波速钻孔实测资料,通过建立场地类别地质模型,实现了场地类别、特征周期的模糊等值线,与实测资料对比,结果表明：由该模糊等值线得出的建筑场地抗震类别与现行《建筑抗震设计规范》给出的场地类别是统一的,模糊特征周期与规范给出的特征周期基本上是吻合的,该模糊等值线对建筑抗震设计具有指导意义。     

路基下岩溶稳定性评价的模糊多层次多属性决策方法研究

影响高速公路路基下岩溶稳定性的因素很多,影响程度各不相同且包含各种模糊信息。基于实际工程资料,综合运用层次分析方法和模糊多属性决策方法,建立路基下岩溶顶板稳定性评价的模糊多层次多属性决策模型;采用Laagoven和Buckley关于层次分析方法中权重比矩阵元素模糊化的建议,推导出权重比矩阵元素为三角模糊数的模糊权值向量计算公式,再按照模糊平均加权方法（F-SAW）得到每个评语的模糊效应值;最后以此结果进行模糊集排序,得到岩溶顶板稳定性的评语。实际工程的应用结果表明了方法的可行性和有效性,为岩溶区路基稳定性评价提供了新的思路和方法。     

煤与瓦斯突出预报的模糊聚类相似分析法

影响煤与瓦斯突出的因素多数是定性的或是模糊相似，采用模糊聚类分析方法对煤炭与瓦斯突出程度进行分析，建立模糊模式；应用模糊相似选择原理进行评价，以模糊模式为评价对象，以待预报样本为参考对象，根据模糊模式与以待预报样本的相似程度进行预测预报。哪一模式与预报样本最相近，等待预报样本即属于那一突出类型。采用模糊聚类及模糊相似原理2种方法结合分析预测，不仅克服了模糊聚类单一分析方法的不确定性，使定性预报转为定量预报，而且提高了预报效果的准确程度。实例分析表明，这是预报煤与瓦斯突出危险程度的一种较好的方法。