浑河流域防洪调度决策研究及系统设计

论文摘要

概述了我国洪涝灾害的特点、防洪减灾的历史进程及非工程措施的重要性,从防洪减灾需求、防洪调度系统研发等方面出发,深入分析了流域防洪调度方案生成、防洪调度决策以及防洪调度系统设计等方面存在的主要问题,总结了流域防洪调度研究与应用的发展趋势,针对需迫切解决的主要问题,提出了本文的主要研究内容:（1）针对常规防洪调度的局限性,以浑河流域为实际背景,建立基于粒子群算法的防洪优化调度模型。优化模型以最大削峰准则为基础,以水库泄流量最小,同时兼顾下游控制站组合流量最小为目标进行优化调度。为加速收敛,本文对初始粒子群的生成采用水量平衡方程为限制条件的随机自动生成方式,并利用惩罚函数法处理边界条件和其它非等式约束。实例应用表明,与常规动态规划比,该算法计算速度快,计算结果合理有效,为流域防洪优化调度提供了有效的优化途径。（2）分析了防洪调度决策的多目标性、模糊性,针对辽浑太流域的防洪调度决策,建立了多级多目标模糊优选决策模型,并针对传统的相对优属度规格化公式存在的不足,采用基于影响度因子的改进优属度计算公式,并求证了改进公式的优越性,同时以改进熵权法与二元对比定权法将目标的客观属性与决策者的主观偏好相结合确定综合权重,建立了多级模糊优选防洪调度决策模型,应用于大伙房水库的防洪调度决策中,取得了满意的效果。（3）针对我国流域防洪调度系统研究与应用中存在的主要问题,提出基于B/S+C/S模式的解决方案。利用桥模式、保护代理模式和Hibernate等先进技术实现了系统设计并完成了系统开发。较之目前广泛存在的重复开发、资源浪费现状,本文提出的新方法不仅使B/S和C/S两模式的成果得到最大程度的重用,还能提高系统的运行效率。本文的思想通过辽浑太流域防洪调度决策支持系统得以实现,且运行结果表明整个系统具有很强的可移植性、通用性与可扩展性。最后对全文做了总结,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 流域防洪调度概述
• 1.2.1 流域防洪调度任务
• 1.2.2 流域防洪调度的特点
• 1.3 水库防洪调度决策的发展现状及其发展趋势
• 1.3.1 常规防洪调度方法
• 1.3.2 防洪优化调度方法
• 1.3.3 防洪调度多目标方案综合评价
• 1.3.4 流域防洪调度决策支持系统的研究现状
• 1.3.5 防洪调度决策的发展趋势
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 基于 PSO算法的流域防洪优化调度
• 2.1 问题描述
• 2.2 粒子群算法的原理
• 2.3 流域防洪优化调度数学模型
• 2.3.1 防洪的最优准则
• 2.3.2 目标函数
• 2.3.3 约束条件
• 2.4 应用研究
• 2.4.1 优化模型的求解
• 2.4.2 计算流程
• 2.4.3 初始粒子群和可行域的生成
• 2.5 浑河流域的工程背景
• 2.5.1 大伙房水库工程概况
• 2.5.2 大伙房水库的特性参数
• 2.6 优化调度计算
• 2.6.1 不考虑区间入流时的优化调度
• 2.6.2 考虑下游区间入流的优化调度
• 2.7 小结
• 3 流域防洪调度方案的多目标模糊优化决策
• 3.1 问题概述
• 3.2 多级模糊优选模型
• 3.3 相对优属度矩阵的确定
• 3.3.1 传统的确定方法
• 3.3.2 相对优属度的改进公式
• 3.3.3 实例应用
• 3.4 评价指标综合权重的确定
• 3.4.1 熵权法确定客观权重
• 3.4.2 二元对比定权法确定主观权重
• 3.4.3 综合权重
• 3.5 应用研究
• 3.5.1 可行方案的评价
• 3.5.2 方案排序结果的敏感性分析
• 3.6 小结
• 4 基于 B/S+C/S模式的防洪调度系统的设计与开发
• 4.1 问题描述
• 4.2 系统开发的目标与原则
• 4.2.1 系统开发目标
• 4.2.2 系统开发原则
• 4.3 系统构架设计及集成管理
• 4.3.1 系统构架设计
• 4.3.2 系统集成管理
• 4.4 采用的关键技术
• 4.4.1 系统开发平台的选定
• 4.4.2 Hibernate框架的应用
• 4.4.3 桥（Bridge）模式的应用
• 4.4.4 采用代理（Proxy）模式实现对用户的授权
• 4.5 辽浑太流域防洪调度决策支持系统—应用研究
• 4.6 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 本文的不足之处及展望
• 参考文献
• 附录A 大伙房水库20050813次洪水优化调度结果
• 附录B 辽浑太流域防洪调度决策支持系统的部分主要界面
• 攻读硕士学位期间参加课题和发表学术论文情况
• 致谢