投影寻踪模型在地下水水质评价中的应用

通过分析常用水体质量评价模型的缺陷,提出了基于序列二次规划算法的投影寻踪评价模型,并利用多项式插值的方法进行水质分类,取得了符合客观实际的评价结果。某水源地地下水质量评价结果表明:利用投影寻踪方法可以揭示高维数据的结构特征,所建立的评价模型不仅简单、直观和易于理解,而且结果合理,为水源地的保护和合理利用提供了决策依据。     

投影寻踪评价模型在隧道围岩稳定性分级中的应用

隧道围岩稳定性分级对隧道工程设计和施工具有重要的意义。利用影响隧道围岩稳定性的多种因素,应用投影寻踪评价模型建立隧道围岩稳定性分级方法,探讨了利用不便于量化为投影指标的影响因素对投影分级结果进行修正的方法。应用实例表明,投影寻踪分级结果与其它分级方法的结果相符,证实了方法的正确性。     

围岩稳定性评价的投影寻踪权重-属性区间识别模型

围岩的稳定性评价是一个复杂的不确定系统问题。采用粒子群算法优化投影寻踪方法,并结合属性区间识别理论,建立了围岩稳定性评价的投影寻踪权重-属性区间识别模型。选取5个围岩稳定性影响因子作为评价指标,通过构造属性测度区间函数计算单指标属性测度区间,利用基于粒子群优化的投影寻踪确定各评价指标的权重以计算综合属性测度区间,应用置信度准则和评分准则对围岩的稳定性进行属性识别。实例研究表明,该模型能有效的解决围岩稳定性评价问题,且评价结果科学可靠;评价模型采用投影寻踪确定权重,避免了权重确定中的主观性和随意性,保证了评价工作的客观性和准确性。     

基于投影寻踪模型的节水灌溉工程方案优选

提出了节水灌溉工程方案优选的投影寻踪（PP）模型的新方法。利用PP模型可把方案多维评价指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该方案优选,根据投影值的大小就可对方案集进行优选。采用实码加速遗传算法进行PP建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,为投影寻踪技术在节水灌溉工程中的广泛应用提供了新的有力工具。应用实例的结果说明,直接由样本数据驱动的PP模型用于节水灌溉工程方案优选简便可行,PP模型的投影值比较分散、易于决策,适用性和可操作性强,不需确定评价指标的权重,优选结果较为客观。     

基于PSO-PP的围岩稳定性评价

围岩的稳定性评价是一个复杂的不确定系统问题。结合投影寻踪方法、粒子群算法和逻辑斯谛曲线函数,建立了围岩稳定性评价的粒子群优化投影寻踪(projection pursuit based on particle swarm optimization,PSO-PP)模型。该模型一方面采用粒子群算法优化投影指标函数及逻辑斯谛曲线函数参数,确保了模型的准确性;另一方面利用逻辑斯谛曲线函数建立投影值与经验等级之间的非线性关系。模型的测试结果显示了良好的精度,实例分析结果与实际状态完全一致,表明该模型在围岩稳定性评价中的可行性和有效性。     

基于投影寻踪聚类模型的龙坑水源地地下水水质评价

为探寻龙坑水源地水质情况和区域水质变化发展规律,采用投影寻踪聚类模型对龙坑水源地进行水质评价。通过采用基于实数编码的遗传算法进行优化计算、处理,得出最终水质评价结果。结果表明:该水源地地下水多为Ⅰ、Ⅱ类水,满足水源地水质要求;将该结果与运用模糊综合评判法、物元可拓法等方法的评价结果进行对比,证实该方法是一种实用有效的水质评价方法。在34个水样中,29个水样达到Ⅲ类水标准以上,其中28个水样达到Ⅰ类或Ⅱ类水标准。     

基于足球联赛竞争算法-投影寻踪-云模型的水资源短缺风险评价

为客观衡量水资源短缺风险评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水资源短缺风险评价,建立足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省各州市水资源短缺风险评价为例进行实例研究。从水资源等系统遴选20个指标构建水资源短缺风险评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水资源短缺风险分级评价指标的隶属度;在分级标准阈值间随机内插样本构造投影寻踪优化目标函数,利用足球联赛竞争算法、粒子群算法、布谷鸟搜索算法和差分进化算法优化投影寻踪目标函数并进行比较,并通过足球联赛竞争算法-投影寻踪法给出各指标权重;根据隶属度矩阵和权重矩阵计算水资源短缺风险评价的分级确定度并进行评价,评价结果与投影寻踪法、模糊综合评价法比较。结果表明:足球联赛竞争算法寻优精度高于粒子群算法等3种算法。昆明市、怒江州和迪庆州水资源风险评价为低风险;玉溪市、保山市、文山州和德宏州评价为较低风险;曲靖市、昭通市、普洱市、临沧市和红河州评价为中等风险;其余州市评价为较高风险,评价结果与投影寻踪法、模糊评价法基本一致。足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映水资源短缺风险评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用价值。     

基于投影寻踪的汛期分期探讨

汛期分期研究是实现电站、水库动态汛限水位调度控制的基础.本文从汛期分期的实质--时序系列高维数据聚类分析出发,以投影寻踪理论为基础,构造了水库汛期分期投影寻踪模型,然后采用遗传算法实现了模型参数的优选,并将该方法应用于滦河流域潘家口水库汛期分期中,并与其它计算方法相比较,得出了合理结论.采用投影寻踪方法来进行汛期分期具有过程简单、结果直观的优点,不失为一种好方法.     

洪水灾情投影寻踪评估模型

洪水灾情评估是多因素评价问题,它是包括自然、环境、社会经济等多种因素综合作用的结果,必须对各因素进行综合评估,而不能仅依据某单项指标得出评价结论。目前国内外还没有统一的洪水灾情评估指标体系和各指标定量化等级标准。根据投影寻踪技术提出了洪水灾情投影寻踪评估模型,将评价样本的各因素进行线性投影,以最优投影方向所对应的投影特征量作为评价依据,该模型计算过程简单、结果直观,更重要的是评估结果无人为任意性。将这一模型用于1998年洪水的分类和我国部分省市的洪水灾情评估中。实例分析表明,该模型能够很好地对各种洪水灾情进行有效的评估,是一种处理多因素复杂评价问题的新途径。     

基于投影寻踪模型的镶黄旗水资源承载力评价及其在水源调配中的应用

镶黄旗属于典型的半干旱牧区,部分地区水资源供给已无法满足其经济发展需求,急需在水资源承载力评价的基础上规划水源调配方案。依据镶黄旗水资源利用特点构建了承载力评价指标体系,并基于投影寻踪模型作评价。投影特征值计算显示,全旗水资源承载力整体较弱,各分区中,以新宝拉格镇最弱,翁贡乌拉苏木稍好。最佳投影方向识别出地下水开发程度、人口密度、人均水资源占有量、单位GDP耗水量、生态用水率是对承载力影响较大的指标。根据承载力评价结果,制定了从翁贡乌拉苏木阿日宝拉格水源地调水至新宝拉格镇的水源调配方案,有助于缓解新宝拉格镇及宝格达苏木的供水压力。本成果可为镶黄旗水资源规划提供科学依据,也可为其它类似地区的水资源管理提供参考。     

基于投影寻踪技术的矿井突水水源判别模型——以新庄孜煤矿为例

投影寻踪是一种降维处理技术,它可以将高维分析问题通过投影方向转化为低维问题分析.应用该法的关键在于寻求最佳投影方向,这可以转化为一个复杂的非线性优化问题,结合Matlab的遗传算法工具箱进行优化求解.本文以淮南新庄孜煤矿为例,建立突水水源判别投影寻踪模型,并与模糊综合评判模型、神经网络模型、灰色聚类模型进行分析比较.结果表明:投影寻踪判别模型能够有效地判别突水水源,比模糊综合评判、神经网络模型、灰色聚类模型具有更高的准确性,为矿井突水水源判别提供了一个新途径.     

水资源可再生能力评价的遗传投影寻踪方法

探讨了水资源可再生能力评价标准的建立。利用投影寻踪、遗传算法、倒S型曲线和水资源可再生能力评价标准,为水资源可再生能力综合评价建立了一种新的方法——遗传投影寻踪方法(GPPM)。给出了GPPM实施的步骤,并对黄河流域涉及的9个行政分区的水资源可再生能力进行了综合评价,认为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱。GPPM的评价结果是实数值,具有直观性、有效性和通用性,可广泛应用于各种水资源综合评价问题。     

Safety assessment for seawall based on constrained maximum entropy projection pursuit model

The safety of seawalls is crucial. A scientific and effective safety evaluation method for seawalls is an important measure to protect seawall safety. Based on the monitoring information, seepage pressure, tide level, and rainfall were taken as the safety assessment indexes of seawalls. The projection pursuit model was improved by taking the primary and secondary relations of the assessment indexes known in the professional field as constraints. The water cycle algorithm was used to solve the projection vector, and the weights of the safety assessment indexes of the seawalls were calculated using the improved projection pursuit model. The safety assessment method of seawalls was established by Fuzzy Theory. A method where the maximum membership degree principle was replaced by the comprehensive safety grade value was put forward to determine the seawall safety grade. The analysis of examples showed that the seawall safety assessment results of the constrained maximum entropy projection pursuit model conformed to the objective reality, and were more scientific and reasonable than the maximum entropy projection pursuit model and the analytical hierarchy process model.     

基于投影寻踪模型的水质综合评价

针对投影寻踪模型中投影指标函数的最优化计算复杂问题,采用加速遗传算法加快寻优速度,解决了投影寻踪过程中最优化问题。实例计算表明,该模型可处理复杂多指标优化问题,是解决复杂水质综合评价的有效途径。     

水环境质量综合评价的多目标决策-理想区间法

对水环境质量综合评价中应用的多目标决策-理想点法进行了分析,认为实际上水环境质量评价标准是区间概念而非点的概念,因而传统的多目标决策-理想点法把评价标准处理成理想点存在一定缺陷。为了克服这种缺陷,提出了一种多目标决策-理想区间法(MODMIIM)。介绍了MODMIIM的原理,给出了它的构成方法,并把它应用到水环境质量综合评价中。MODMIIM与PP模型和神经网络法相比,简单、有效;与多目标决策理想点法相比,具有更大的适用性。MODMIIM可广泛应用于各种环境质量综合评价中。     

基于变异系数权重的灰色关联投影法在水质评价中的应用

运用灰色系统理论和矢量投影原理,提出了灰色关联投影法,介绍了该方法的基本原理,给出了灰色关联投影角、灰色关联投影值等基本概念,总结了该方法进行系统分析的一般步骤。并将其应用于区域水环境质量综合评价当中,结果表明：该方法对于水质评价是有效可行的。     

基于投影寻踪回归的指标规范值的水质评价模型

传统的投影寻踪回归(PPR)的矩阵表示法用于水质评价,当指标较多时,不仅优化参数矩阵元的学习效率低,而且优化效果亦受到影响。若适当设置3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆与某个规范指标"等效"。因此,只需构造并优化得出对各指标规范值都共同适用的2个指标变量的NV-PPR(2)和3个指标变量的NV-PPR(3)模型,对于指标变量较多的NV-PPR建模,只需将其分解为若干个NV-PPR(2)和(或)NV-PPR(3)的组合表示即可。对模型的实用性进行的效果检验表明:基于指标规范变换的3类水体的水质评价的投影寻踪回归模型具有形式简洁、计算简便和普适通用的特点。     

水资源系统等级评价的一种非参数方法

水资源系统等级评价是目前水资源系统工程研究的热点和难点之一,常规评价方法需要根据先验知识预先设定评价函数的具体结构形式,难以适应复杂多变的实际评价系统.为此,提出了一种非参数评价新方法(NGEM).NGEM无需假定评价函数的具体表达形式,直接挖掘评价标准数据本身所隐含的评价信息,它用基于加速遗传算法的投影寻踪方法客观地确定各指标权重,用非参数回归方法建立评价函数.实例计算结果说明,NGEM直观简便、有效通用,在各种系统预测与模拟中也具有应用价值.