水資源調(diào)度工業(yè)工程論文

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1.實(shí)行水資源優(yōu)化調(diào)度的意義

中國(guó)防洪實(shí)踐起始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展建設(shè)，目前中國(guó)已建成大、中、小型水庫(kù)83000余座，總庫(kù)容量4677億m3，防洪堤26萬(wàn)km，重要蓄滯洪區(qū)97處，總面積約3.5萬(wàn)km2，蓄洪總?cè)萘考s970億m3。這些水利工程措施對(duì)中國(guó)開(kāi)展防洪減災(zāi)工作起到了積極的推動(dòng)作用，特別是367座大型水庫(kù)（總庫(kù)容3400多億m3）和2524座中型水庫(kù)（總庫(kù)容693億m3），更是對(duì)各級(jí)河道洪水起到了重要的控制和調(diào)節(jié)作用。同時(shí)，中國(guó)又是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及人口的不斷增長(zhǎng)，一方面，干旱、河道斷流、水污染等水安全問(wèn)題日益突出；另一方面，一些大型水庫(kù)在汛期為減少洪災(zāi)損失將洪水大量排棄，造成水資源的巨大浪費(fèi)[。進(jìn)入新時(shí)代新時(shí)期，特別是經(jīng)歷1998年長(zhǎng)江大洪水之后，中國(guó)政府審時(shí)度勢(shì)，對(duì)以前的防洪策略做了戰(zhàn)略性的調(diào)整，提出了從“控制洪水”向“管理洪水”、從“工程水利”向“資源水利”、從“傳統(tǒng)洪水”向“現(xiàn)代洪水”轉(zhuǎn)變，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)人水和諧、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的全方位、多角度的治水新理念和新方略。實(shí)現(xiàn)洪水資源安全利用[1]，可以利用洪水資源本身有利的一面，最大限度地挖掘洪水對(duì)促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的作用，一定程度上緩解中國(guó)由于水資源短缺而對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展造成的制約和限制。從根本上說(shuō)，洪水資源安全利用的治水理念和策略符合中國(guó)基本國(guó)情和以人為本，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀。由此可見(jiàn)，進(jìn)行水庫(kù)洪水資源優(yōu)化調(diào)度研究具有深遠(yuǎn)的理論意義和重大的實(shí)踐意義。

2.水庫(kù)洪水資源化調(diào)度的研究進(jìn)展

目前，隨著認(rèn)識(shí)的不斷提高，無(wú)論從技術(shù)上還是管理上，都已使洪水資源化成為可能。洪水資源化，包括工程措施和非工程措施。水庫(kù)洪水調(diào)度是目前一種最主要的主動(dòng)防洪措施，它通過(guò)時(shí)空上重新分配水量，達(dá)到防洪錯(cuò)峰、蓄水興利的目的，是實(shí)現(xiàn)洪水資源安全利用的一項(xiàng)重要非工程措施。水庫(kù)洪水資源化利用有著悠久的歷史，在過(guò)去的幾十年時(shí)間里，從單一水庫(kù)的常規(guī)調(diào)度到大規(guī)模水庫(kù)群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度及水庫(kù)洪水資源化調(diào)度，中國(guó)的水庫(kù)洪水調(diào)度工作在技術(shù)上取得了一系列的進(jìn)步。

2.1水庫(kù)常規(guī)調(diào)度的方式

水庫(kù)常規(guī)調(diào)度方式是以調(diào)度規(guī)則為依據(jù)，利用徑流調(diào)節(jié)理論和水能計(jì)算方法來(lái)確定滿(mǎn)足水庫(kù)既定任務(wù)的蓄泄過(guò)程。常規(guī)調(diào)度方法主要有時(shí)歷法和圖解法，調(diào)度圖由一些基本調(diào)度線(xiàn)組成，這些調(diào)度線(xiàn)是具有控制意義的水庫(kù)蓄水量（或水位）變化過(guò)程線(xiàn)，是根據(jù)過(guò)去的水文氣象資料和水利樞紐的實(shí)際應(yīng)用工況繪制而成的。由于常規(guī)調(diào)度方法是一種半經(jīng)驗(yàn)、半理論的方法，簡(jiǎn)單、直觀，但調(diào)度結(jié)果不一定最優(yōu)，且不便于處理復(fù)雜的水庫(kù)調(diào)度問(wèn)題。水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度則是在常規(guī)調(diào)度方式和系統(tǒng)工程理論（最優(yōu)化理論、智能算法等）的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來(lái)的一種新型調(diào)度方式，旨在建立以水庫(kù)功能發(fā)揮為中心的水利水電系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)，擬訂目標(biāo)函數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的約束條件，然后用最優(yōu)化方法等現(xiàn)代計(jì)算方法求解由目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成的系統(tǒng)方程組，最后得到目標(biāo)函數(shù)取最優(yōu)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的水庫(kù)控制運(yùn)用方式。

2.2國(guó)外水庫(kù)水資源的調(diào)度研究進(jìn)展

20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著系統(tǒng)工程理論的迅速發(fā)展和應(yīng)用，國(guó)外許多學(xué)者將其應(yīng)用到水庫(kù)洪水調(diào)度研究中。1955年，美國(guó)的Little提出了水電系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)度模型，對(duì)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，從而標(biāo)志著用系統(tǒng)工程方法研究水庫(kù)洪水調(diào)度工作的開(kāi)始。水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度常采用的數(shù)學(xué)模型有線(xiàn)性規(guī)劃（Linearprogramming，LP）、非線(xiàn)性規(guī)劃（Nonlinearprogramming，NLP）及動(dòng)態(tài)規(guī)劃（Dynamicprogramming，DP）模型。該方法可在保證水庫(kù)大壩安全可靠的情況下，解決各用水單位之間的矛盾，滿(mǎn)足其基本要求，并能經(jīng)濟(jì)合理地利用水能資源，以獲得最大的水利綜合利用效益。

2.3國(guó)內(nèi)水庫(kù)水資源調(diào)度的研究進(jìn)展

洪水具有資源、災(zāi)害雙重屬性，水庫(kù)洪水資源化調(diào)度是新時(shí)期中國(guó)治水理念更新的產(chǎn)物，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的客觀需要，是與時(shí)俱進(jìn)、開(kāi)拓創(chuàng)新的結(jié)果，也是實(shí)現(xiàn)興利與除害結(jié)合、防洪與抗旱并舉的一個(gè)具體典型體現(xiàn)。水庫(kù)洪水資源化調(diào)度不等同于常規(guī)的水庫(kù)防洪調(diào)度，它是利用現(xiàn)代科技水平與技術(shù)手段作為支撐，在不降低水庫(kù)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下，充分發(fā)揮水庫(kù)的防洪與興利功能。許多大型水庫(kù)一般均具有防洪與興利兩項(xiàng)功能，由于中國(guó)長(zhǎng)期遭受洪水災(zāi)害的困擾，因此常規(guī)水庫(kù)調(diào)度方式過(guò)多考慮水庫(kù)大壩防洪安全，造成了大量的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。水庫(kù)洪水資源化調(diào)度不是被動(dòng)的防御洪水，而是兼顧防洪與興利，利用現(xiàn)代科技手段突破水庫(kù)設(shè)計(jì)中的部分防洪調(diào)度參數(shù)和規(guī)則，將防洪與興利相結(jié)合進(jìn)行調(diào)度。因此，不降低水庫(kù)原有防洪標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)水庫(kù)洪水資源化調(diào)度是否可行的最主要準(zhǔn)則。另外，由于水庫(kù)洪水調(diào)度過(guò)程中存在的若干不確定性（如設(shè)計(jì)入庫(kù)洪水、洪水預(yù)報(bào)、調(diào)度模型不確定性等），洪水調(diào)度系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析是實(shí)現(xiàn)洪水資源化過(guò)程中不可或缺的工作環(huán)節(jié)。洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理是當(dāng)前洪水管理的重要模式之一，因此須在深入細(xì)致地把握流域水資源洪水風(fēng)險(xiǎn)特性與演變趨向的基礎(chǔ)上，因地制宜地將工程措施與非工程措施有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以非工程措施來(lái)推動(dòng)更加有利于全局與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的工程措施，輔以風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)與風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償政策，形成與洪水共存的治水方略，將洪水風(fēng)險(xiǎn)控制在可承受的限度之內(nèi)，促使人與自然之間的關(guān)系向良性互動(dòng)方向轉(zhuǎn)變。近年來(lái)，隨著智能科學(xué)（如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論等）及計(jì)算科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，又相繼出現(xiàn)了水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度的隨機(jī)性模型、確定性模型研究以及各種模型求解的逐步優(yōu)化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、遺傳算法及聚合分解法等。1997年，馬光文等將二進(jìn)制編碼的遺傳算法應(yīng)用于水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)并進(jìn)行了研究。2001年，暢建霞等將十進(jìn)制編碼的改進(jìn)遺傳算法應(yīng)用于水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，有效克服了二進(jìn)制編碼的冗余問(wèn)題。2005年，趙基花等應(yīng)用改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度函數(shù)，提高了計(jì)算精度。2006年，劉攀等針對(duì)三峽水庫(kù)運(yùn)行初期蓄水實(shí)時(shí)調(diào)度問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)方法用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水庫(kù)調(diào)度函數(shù)。應(yīng)用結(jié)果表明：該方法雖不能最好地?cái)M合訓(xùn)練樣本與檢驗(yàn)樣本，但在調(diào)度過(guò)程中可以獲得較大的發(fā)電效益。2006年，張靜等以水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度方案指標(biāo)值作為網(wǎng)絡(luò)輸入、以方案對(duì)模糊集“優(yōu)”的隸屬度作為輸出建立網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際水庫(kù)多個(gè)可行調(diào)度方案的優(yōu)劣排序。2008年，陳立華等從編碼方法、遺傳算子和混合算法方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了采用超立方體浮點(diǎn)數(shù)編碼的自適應(yīng)遺傳算法和超立方體浮點(diǎn)數(shù)編碼的遺傳模擬退火算法，并在水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度中開(kāi)展了應(yīng)用研究。實(shí)施水庫(kù)洪水資源化調(diào)度，可提高水電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)管理水平，幾乎在不增加任何額外投資的條件下，便可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，智能科學(xué)及計(jì)算科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展必將進(jìn)一步推動(dòng)水庫(kù)（群）洪水資源化調(diào)度技術(shù)的研究與發(fā)展。利用現(xiàn)代成熟的計(jì)算科學(xué)技術(shù)建立水庫(kù)（群）洪水調(diào)度的專(zhuān)家決策支持系統(tǒng)，并結(jié)合各種優(yōu)化技術(shù)、模擬技術(shù)及專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，不斷提高系統(tǒng)的通用性，從而可更加及時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)和直觀地為決策者的科學(xué)決策提供可靠依據(jù)。

3.水庫(kù)洪水調(diào)度方案設(shè)計(jì)

水庫(kù)洪水調(diào)度的目的是根據(jù)已得到的實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)成果及水庫(kù)面臨時(shí)刻狀態(tài)，在合理確定各調(diào)度目標(biāo)權(quán)重和確保水庫(kù)大壩防洪安全的前提下，對(duì)水庫(kù)未來(lái)時(shí)刻的多個(gè)可行調(diào)度方案進(jìn)行優(yōu)劣抉擇，從而使水庫(kù)獲得最大的防洪與興利效益。水庫(kù)洪水調(diào)度問(wèn)題可歸結(jié)為對(duì)若干可行調(diào)度方案的復(fù)雜決策問(wèn)題，而任何系統(tǒng)決策問(wèn)題均可以歸結(jié)為以益損值為目標(biāo)函數(shù)、決策方案為優(yōu)化變量、自然狀態(tài)為約束條件的方案優(yōu)選問(wèn)題，其中自然狀態(tài)、決策方案、益損值和決策準(zhǔn)則是解決這類(lèi)問(wèn)題的四個(gè)要素。因此，水庫(kù)洪水調(diào)度問(wèn)題實(shí)際上就是以行動(dòng)方案為評(píng)價(jià)對(duì)象的一類(lèi)特殊的復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)問(wèn)題。系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的實(shí)質(zhì)，就是如何合理地把多層次多維復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成單層次一維系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的過(guò)程，該過(guò)程需要充分挖掘反映評(píng)價(jià)對(duì)象主要特征信息和評(píng)價(jià)主體價(jià)值判斷信息的指標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需要定性分析和定量計(jì)算綜合集成的可操作的、合適的綜合評(píng)價(jià)方法。復(fù)雜系統(tǒng)方案優(yōu)選評(píng)價(jià)問(wèn)題往往涉及的指標(biāo)眾多，指標(biāo)之間的關(guān)系也較復(fù)雜，且常常具有層次性。目前，主要采用定性與定量方法相結(jié)合、客觀信息與主觀信息相融合的各種系統(tǒng)工程方法。為此，2006年，金菊良等提出了復(fù)雜系統(tǒng)方案優(yōu)選評(píng)價(jià)的理論框架：

（1）確定評(píng)價(jià)對(duì)象集生成函數(shù)。其中，對(duì)于系統(tǒng)評(píng)價(jià)對(duì)象是行動(dòng)方案的方案優(yōu)選問(wèn)題，則?？捎枚嗄繕?biāo)規(guī)劃法所得到的非劣解集作為評(píng)價(jià)對(duì)象集；對(duì)于系統(tǒng)評(píng)價(jià)對(duì)象是多種評(píng)價(jià)方法對(duì)同一系統(tǒng)問(wèn)題所產(chǎn)生的多種評(píng)價(jià)結(jié)果，則這些評(píng)價(jià)方法本身也構(gòu)成一種評(píng)價(jià)對(duì)象函數(shù)。復(fù)雜系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)中評(píng)價(jià)對(duì)象的選取問(wèn)題，至今仍是限制許多基于評(píng)價(jià)對(duì)象樣本數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)模型和機(jī)器學(xué)習(xí)模型廣泛應(yīng)用的瓶頸。

（2）對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)逐層分析，確定評(píng)價(jià)總目標(biāo)、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，得到具有遞階層次結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并確定評(píng)價(jià)指標(biāo)集生成函數(shù)。目前常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)集生成函數(shù)方法有德?tīng)柗品ǎ―elphimethod）、主成分法、層次分析法（Analytichierarchyprocess，AHP）、投影尋蹤方法（Projectionpursuit，PP）等。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系既是判斷評(píng)價(jià)對(duì)象價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)的方式，也是表達(dá)系統(tǒng)總目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的具體途徑。因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)集生成函數(shù)的合理選取在復(fù)雜系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的理論框架中極為重要。

（3）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)度函數(shù)。若某指標(biāo)本身就是一確定性實(shí)數(shù)變量，則可直接用其觀測(cè)值、實(shí)驗(yàn)值作為該指標(biāo)的測(cè)度；若指標(biāo)是隨機(jī)變量，則可用估計(jì)均值、標(biāo)準(zhǔn)差、相關(guān)系數(shù)等統(tǒng)計(jì)特征的有關(guān)統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法及指標(biāo)變量的概率分布確定該指標(biāo)的測(cè)度。另外若指標(biāo)是定性的，則需將其定量化。

（4）確定指標(biāo)一致無(wú)量綱化函數(shù)。目前確定指標(biāo)一致無(wú)量綱化函數(shù)的方法主要有廣義指數(shù)法、廣義線(xiàn)性功效系數(shù)法、非線(xiàn)性函數(shù)法、分段函數(shù)法等。評(píng)價(jià)指標(biāo)一致無(wú)量綱化是目前處理綜合評(píng)價(jià)不可公度性的主要途徑，不同的函數(shù)對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果將產(chǎn)生顯著影響。因此，需要根據(jù)系統(tǒng)評(píng)價(jià)總目標(biāo)和約束條件，仔細(xì)選取并構(gòu)造合適的指標(biāo)一致無(wú)量綱化函數(shù)。

（5）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重函數(shù)。指標(biāo)權(quán)重既是指標(biāo)屬性之間重要性差異程度的反映（主觀權(quán)重），也是評(píng)價(jià)對(duì)象之間整體價(jià)值差異程度和評(píng)價(jià)指標(biāo)在各評(píng)價(jià)對(duì)象觀測(cè)值之間差異程度的體現(xiàn)（客觀權(quán)重）。合理確定指標(biāo)權(quán)重是影響系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果是否合理的核心問(wèn)題之一，已成為當(dāng)前復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)?，F(xiàn)有的確定指標(biāo)權(quán)重函數(shù)的方法主要有客觀賦權(quán)法、主觀賦權(quán)法、主客觀組合賦權(quán)法和變權(quán)重法等。權(quán)重實(shí)質(zhì)上是一種特殊的定性指標(biāo)，因此原則上，確定定性指標(biāo)定量化的方法大多也可移用于確定指標(biāo)權(quán)重。

（6）確定綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)評(píng)價(jià)要素的優(yōu)劣排序。由于實(shí)際評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)要素、評(píng)價(jià)指標(biāo)及其層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不確定性及動(dòng)態(tài)性，上述眾多綜合評(píng)價(jià)方法尚存在技術(shù)單一或評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)劣差異不明顯甚至與實(shí)際情況不符等缺點(diǎn)。

1.方案優(yōu)選智能方法研究進(jìn)展

由于系統(tǒng)方案優(yōu)選決策評(píng)價(jià)問(wèn)題的復(fù)雜性和不確定性，常規(guī)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法已不能最佳地反映評(píng)價(jià)對(duì)象與評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系。因此，這些方法只復(fù)雜系統(tǒng)決策評(píng)價(jià)問(wèn)題提供部分參考工具，但不能產(chǎn)生智慧。在解決復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)問(wèn)題時(shí)，在難于或不適宜建立常規(guī)數(shù)學(xué)模型的場(chǎng)合，要利用人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和人工智能、模糊識(shí)別等方法建立知識(shí)模型，越過(guò)數(shù)學(xué)模型的障礙，直接由知識(shí)模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)模型，采用知識(shí)模型與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合形成廣義模型，以處理大系統(tǒng)的模型化問(wèn)題。智能是指人們認(rèn)識(shí)事物、運(yùn)用和創(chuàng)新知識(shí)并解決問(wèn)題的能力，它包括運(yùn)用知識(shí)認(rèn)識(shí)新事物、學(xué)習(xí)新方法、創(chuàng)造新思維、解決新問(wèn)題等的能力。根據(jù)生物界“物競(jìng)天擇、優(yōu)勝劣汰”的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)際上可以認(rèn)為是某種優(yōu)化問(wèn)題的求解過(guò)程。因此，利用智能方法（如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集等）人工模擬生物智能行為并將該優(yōu)化思想應(yīng)用于系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)之中，可望在很大程度上提高優(yōu)化的性能和效率。目前，模擬智能方法已成為建立和發(fā)展這類(lèi)廣義模型的最有效途徑之一。

（1）遺傳算法在系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案優(yōu)選中的應(yīng)用。遺傳算法（Geneticalgorithm，GA）是解決群體自適應(yīng)啟發(fā)式迭代尋優(yōu)問(wèn)題的一種直接搜索算法，也是解決系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題的一種通用方法。它特別適用于常規(guī)優(yōu)化方法難于處理的復(fù)雜系統(tǒng)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題，是21世紀(jì)計(jì)算智能的關(guān)鍵技術(shù)之一。它直接面向優(yōu)化問(wèn)題，與常規(guī)優(yōu)化方法相比，它的結(jié)果是一組好的解而不是單個(gè)解，這為解的使用者提供了可供選擇的機(jī)會(huì)。所有這些都表明了遺傳算法在復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論與實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用空間。實(shí)際上，現(xiàn)代系統(tǒng)工程的理論體系由于吸收、改進(jìn)和創(chuàng)新遺傳算法而煥然一新。

（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案優(yōu)選中的應(yīng)用。人腦的最基本單元是神經(jīng)元，一個(gè)典型的神經(jīng)元通過(guò)接受來(lái)自其它神經(jīng)元的信息，將其加工后又通過(guò)軸突發(fā)出電活性脈沖，大量的神經(jīng)元相互作用，從而指導(dǎo)著我們正常的思維活動(dòng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificialneuralnetworks，ANN）就是用工程技術(shù)手段模擬上述人腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能特征的一類(lèi)人工系統(tǒng)，它用非線(xiàn)性處理單元來(lái)模擬人腦神經(jīng)元，構(gòu)成一個(gè)大規(guī)模并行的非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)。與其它人工智能方法相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自學(xué)習(xí)功能和較強(qiáng)的魯棒性，HechtNielsen證明了在一定條件下，對(duì)于任意δ>0，存在一個(gè)三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它能以δ均方誤差的精度逼近任意平方可積非線(xiàn)性連續(xù)函數(shù)。顯然，這種通用的函數(shù)逼近功能為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在系統(tǒng)方案優(yōu)選評(píng)價(jià)中的廣泛應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

（3）模糊集理論在系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案優(yōu)選中的應(yīng)用。模糊性是指事物概念和外延的不確定性，這些不確定性是由于客觀事物的演化性、主觀認(rèn)識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性和科技發(fā)展的局限性等原因而產(chǎn)生的。模糊集（Fuzzysets）是以論域（所討論的全體對(duì)象）為定義域、以區(qū)間[0，1]為值域的實(shí)數(shù)值函數(shù)，稱(chēng)該函數(shù)為隸屬函數(shù)，用以刻畫(huà)外延具有不確定性的各種概念（統(tǒng)稱(chēng)為模糊性概念），即論域中任一對(duì)象符合某屬性概念的程度可用[0，1]上的某特定實(shí)數(shù)值來(lái)定量描述從數(shù)學(xué)角度看，模糊集與隸屬函數(shù)相等價(jià)，模糊集是直觀概念，而隸屬函數(shù)是模糊集的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。模糊集理論就是應(yīng)用模糊集這一模擬人腦模糊思維的數(shù)學(xué)工具來(lái)定量描述、分析、識(shí)別、分類(lèi)、判斷、推理、決策和控制各種模糊事物所形成的一門(mén)現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)分支學(xué)科。目前，已發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用的模糊集理論主要有模糊模式識(shí)別、模糊聚類(lèi)分析、模糊綜合評(píng)價(jià)、模糊推理、模糊控制等方法。實(shí)踐表明：由于實(shí)際系統(tǒng)評(píng)價(jià)問(wèn)題中或許根本就不存在純確定性評(píng)價(jià)模型，人類(lèi)主觀因素在這些實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程中起著重要甚至主導(dǎo)作用。而人類(lèi)處理主觀因素的常用方法就是語(yǔ)言信息，語(yǔ)言信息的特點(diǎn)是其描述的模糊性，所描述的事物沒(méi)有明確的外延。模糊集理論恰好可以直接利用人類(lèi)語(yǔ)言信息及其運(yùn)算，這就是模糊集理論在系統(tǒng)評(píng)價(jià)中可廣泛成功應(yīng)用的主要理論依據(jù)。

（4）集對(duì)分析在系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案優(yōu)選中的應(yīng)用。集對(duì)分析（Setpairanalysis，SPA）是中國(guó)著名學(xué)者趙克勤先生于1989年提出的一種利用同、異、反聯(lián)系數(shù)處理確定不確定系統(tǒng)模糊隨機(jī)性的系統(tǒng)分析方法。集對(duì)分析理論能從不同側(cè)面刻畫(huà)優(yōu)選方案評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的差異情況，其內(nèi)容豐富，幾乎能涵蓋整個(gè)模糊集理論，這為集對(duì)分析方法在系統(tǒng)優(yōu)選評(píng)價(jià)中廣泛開(kāi)展應(yīng)用研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)?？傊瑢⑦z傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論及集對(duì)分析等智能方法應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)評(píng)價(jià)問(wèn)題不僅是必要的，而且是可行的。深入而系統(tǒng)地開(kāi)展這類(lèi)應(yīng)用基礎(chǔ)研究，可以進(jìn)一步揭示評(píng)價(jià)系統(tǒng)的復(fù)雜特征，更深刻地認(rèn)識(shí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的本質(zhì)屬性、內(nèi)在機(jī)制和結(jié)構(gòu)形式，也有助于理解、掌握和改進(jìn)各種常規(guī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，探索新的系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論、模型及其方法論，以便選擇正確的決策方案，科學(xué)地設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)、管理和控制人類(lèi)所面對(duì)的各類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)。

4.結(jié)語(yǔ)

洪水是一受天文、地理及人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)等多種自然因素相互影響的復(fù)雜自然現(xiàn)象，雖然洪水自古以來(lái)都給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)過(guò)巨大災(zāi)難，但其本質(zhì)具有資源和災(zāi)害雙重屬性。我國(guó)洪澇災(zāi)害頻繁、損失巨大，洪水災(zāi)害是威脅中華民族生存與發(fā)展的主要自然災(zāi)害之一。20世紀(jì)中國(guó)的防洪工作在“人定勝天”、“入海為安”的思維模式指導(dǎo)下，以控制洪水為目標(biāo)，取得了巨大的成績(jī)。進(jìn)入新時(shí)代、新時(shí)期，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)、降水預(yù)報(bào)及水文自動(dòng)預(yù)測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)論從技術(shù)上還是管理上，都在一定程度上使洪水資源化成為可能。將洪水作為一種水能資源，合理地加以?xún)?chǔ)積、利用，不但可以緩解我國(guó)淡水資源嚴(yán)重緊缺的局面，同時(shí)還能有效地起到“防洪減災(zāi)”的作用。洪水資源安全利用符合我國(guó)優(yōu)化配置水資源、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代水利觀念，更為治理洪澇災(zāi)害、減少干旱缺水、改善水環(huán)境以解決我國(guó)水多、水少、水臟的三大水患問(wèn)題提供了有力保障。本文在簡(jiǎn)要回顧和分析中國(guó)當(dāng)前洪水資源安全利用現(xiàn)狀及水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度決策技術(shù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，指出水庫(kù)洪水優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題最終可以歸結(jié)為多個(gè)可行調(diào)度方案之間的優(yōu)劣決策問(wèn)題。為此，在分析常規(guī)方案優(yōu)選評(píng)價(jià)方法優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)行決策方法計(jì)算量大及目標(biāo)權(quán)重不易確定等不足，提出了多種智能決策方法相耦合的研究途徑。