水资源优化配置决策支持系统

论文摘要

水资源优化配置是研究如何在各用水部门之间分配有限的水资源使水资源配置决策既满足全系统经济需求又满足社会需求,即如何使有限的水资源合理的发挥最大效益。本文的主要工作是结合东营市的实际供需水情况建立一个能够管理水资源信息并能为东营市水资源优化配置提供辅助决策的软件系统。本文中的决策支持系统(DSS)从结构上分为数据库系统和模型库系统两部分。从功能上分为数据管理、预测预报和模型求解三部分。文中利用ACCESS 2000建立数据库系统,借助Delphi的ADO控件组、TeeChart控件组和OLE自动化技术建立了数据库管理系统(DBMS)。该数据库管理系统提供了良好的界面和数据管理功能。在模型库中构建预测模型类、水资源规划模型类和规划算法控件。在预测模型类中利用面向对象(OOP)方法首先建立时间序列预测父类,之后又派生出了最小二乘支持向量机(LSSVM)和灰色预测(GM)类,分别对不同类型的数据进行预测。模型库中建立了模型类来存放水资源规划过程中用到的数据,同时建立规划算法控件进行求解。其中包括单纯形法、目标单纯形法、遗传算法和基于粒子群(PSO)的混合遗传算法。通过模型类与算法控件的通信完成决策变量的求解。最后,模型求解系统以2007年为规划年,给出了一组非线性规划模型的解。本文研究了用于水资源配置的基于规划论的优化模型和求解优化模型的解法。在此基础上,提出了一种可以求解水资源非线性规划模型的混合遗传算法。该算法借鉴了粒子群算法的位移转移思想,并将高斯粒子群的转移策略用于遗传算法的变异操作。经过函数测试和在投资组合问题中的应用,证明了这种混合算法在解决非线性规划问题时是有效的。在之后的模型库中,编制了基于粒子群位移转移的混合遗传算法的控件,并将之用于水资源规划非线性模型的求解。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 本课题的目的与意义
• 1.3 水资源优化配置研究现状
• 1.4 主要内容
• 第2章 预备知识
• 2.1 多目标规划模型
• 2.2 约束条件下非线性优化算法
• 2.2.1 罚函数法
• 2.2.2 遗传算法
• 2.2.3 粒子群算法
• 2.3 时间序列预测方法
• 2.3.1 支持向量机理论
• 2.3.2 灰色预测
• 2.4 决策支持系统
• 第3章 决策支持系统中的数学模型
• 3.1 水资源优化配置的数学模型
• 3.1.1 线性单目标模型
• 3.1.2 非线性单目标模型
• 3.1.3 线性多目标模型
• 3.1.4 非线性多目标模型
• 3.2 模型求解算法
• 3.2.1 基于粒子群位移转移思想的混合遗传算法
• 3.2.2 算法测试
• 3.2.3 算法应用
• 3.3 小结
• 第4章 系统结构及数据库系统
• 4.1 决策支持系统的功能划分
• 4.2 数据库及数据库管理系统
• 4.2.1 数据库系统
• 4.2.2 数据库管理系统
• 4.3 小结
• 第5章 模型库系统
• 5.1 预测模型系统
• 5.1.1 问题的提出
• 5.1.2 时间序列预测问题
• 5.1.3 预测模型的实现
• 5.1.4 预测预报平台
• 5.2 优化模型系统
• 5.2.1 模型类
• 5.2.2 模型求解算法控件
• 5.2.3 模型求解界面和求解结果
• 5.2.4 非线性多目标模型求解
• 第6章 系统运行流程
• 第7章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果