試論多目標(biāo)模糊優(yōu)選模型的水資源優(yōu)化調(diào)度

楊澤

摘 要：在多目標(biāo)的優(yōu)化過程中水調(diào)度是以一種典型，而在目標(biāo)和決策的過程中又存在著一定的模糊的特點(diǎn)。因此文章將主要研究多目標(biāo)模糊優(yōu)選模型的主要內(nèi)容以及目標(biāo)方法的確定，從而根據(jù)相關(guān)的實(shí)例來發(fā)現(xiàn)此種方法的合理有效以及此種方法實(shí)施的可行性，從而不斷的促進(jìn)水資源的管理以及促進(jìn)水資源的優(yōu)化配置。

關(guān)鍵詞：多目標(biāo)；模糊優(yōu)選模型；水資源優(yōu)化

前言

水庫作為一種能夠?qū)⑺Y源得到合理優(yōu)化的工程設(shè)施逐步受到越來越多的人的關(guān)注，這種設(shè)施也逐漸被各地進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，這也就導(dǎo)致了越來越多的水庫日益形成，從而加大了對水庫水資源的綜合調(diào)度以及不斷管理的難度，使得其在具有難度而又復(fù)雜的情況下變得越來越重要，因此采用適當(dāng)?shù)姆椒▉聿粩嗟膬?yōu)化水資源的管理調(diào)度成為了當(dāng)前最重要的內(nèi)容，相關(guān)人員就可以根據(jù)這種情況來選用模糊優(yōu)選理論模型對水庫調(diào)度的方案展開進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。

1 多目標(biāo)模糊模型的內(nèi)涵

所謂的多目標(biāo)模糊決策模型是指在規(guī)定的一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存在著m個(gè)準(zhǔn)備優(yōu)選的對象而形成的備選集，其中有n個(gè)評(píng)價(jià)因素而不斷組成的一種有關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)的集合。如果根據(jù)向量的表示方法來表示，那么就可以每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對備選對象的評(píng)價(jià)都要選擇用指標(biāo)向量的方式表示，如果這樣的話就可以將此系統(tǒng)內(nèi)的 表示為指標(biāo)向量矩陣X：

從上述的矩陣式子中可以看出，由于矩陣中的各個(gè)目標(biāo)的量綱存在有所差異，因此在對其評(píng)價(jià)之前就需要對各個(gè)目標(biāo)值做好歸一化。一般情況下，目標(biāo)值可以分為兩種模型，一種是效益型，另一種則是成本型。通過對這兩種型式進(jìn)行研究分析可以看出，這兩種模型屬于兩種相反的模型，對于效益型的模型來說，如果值是相對較大的，那么這值對于這種效益型目標(biāo)來說是十分有益的，相反，對于成本型模型來說，值是越小越對此種模型有益。通過對成本型目標(biāo)和效益型目標(biāo)分析可以將這兩種模型的歸一化形式分別表示為：

在這種形式中還分別體現(xiàn)出了第j個(gè)評(píng)價(jià)因素中的最大值和最小值。

2 確定有關(guān)目標(biāo)權(quán)重的體現(xiàn)

對于多目標(biāo)的決策來說，人們的決策主要還是根據(jù)人們的決策經(jīng)驗(yàn)來最終確定的，為了能夠?qū)⑷藗兊臎Q策經(jīng)驗(yàn)是以數(shù)學(xué)的方法歸納到模型中的，就可以在優(yōu)選的模型中相對的將權(quán)重引入到其中，從而促進(jìn)模型中具備相應(yīng)的數(shù)學(xué)的描述。對于大部分的模型來說，很少有模型去真正的關(guān)注目標(biāo)權(quán)重，并將其作為模型的重點(diǎn)，但是在實(shí)際上其實(shí)每個(gè)模型都在一定程度上包含著目標(biāo)權(quán)重，只是對于一部分常規(guī)模型來說，這些目標(biāo)權(quán)重是屬于隱性的，是不易于人們輕易發(fā)現(xiàn)的，或者是存在著用物理意義上的一些抽象指標(biāo)來表示權(quán)重，因?yàn)檫@些抽象指標(biāo)本身就是不明確的，這也就不可能使得目標(biāo)權(quán)重能夠清晰的表現(xiàn)出來，從而導(dǎo)致了在實(shí)際應(yīng)用的過程中無法真正的掌握這些內(nèi)容。在模糊優(yōu)選模型中存在著一個(gè)特例，那就是等權(quán)重，一般情況而言，等權(quán)重在水資源環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的時(shí)候應(yīng)用的是比較廣泛的，這也是人們在沒有決策經(jīng)驗(yàn)的情況下采用的一種最合適的方法。要想使得決策模型具有一定的實(shí)用性，就必須將人們的決策經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮到一定的作用，從而建立出能夠有效的描述人們的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的方法，從而不斷的納入到?jīng)Q策模型當(dāng)中。對于在水庫的水資源調(diào)度方案的評(píng)價(jià)中，目標(biāo)權(quán)重在一定程度上起到了一定的積極作用，而在進(jìn)行比較方案之間的目標(biāo)的時(shí)候就可以發(fā)現(xiàn)，如果他們之間存在著不同的重要程度，那么他們之間就會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生不用的影響。

當(dāng)對目標(biāo)的重要度進(jìn)行不斷的排序的時(shí)候就需要發(fā)現(xiàn)其中最重要的目標(biāo)，同時(shí)也可以用相應(yīng)的模糊語氣來表示相應(yīng)的目標(biāo)重要度。因?yàn)樽钪匾哪繕?biāo)和本身的比較重要度u=0.4，而最重要的目標(biāo)和最不重要的目標(biāo)之間還存在著差距，于是中間重要度就可以用0.5和最小重要度之間的線性變化來表示，從而使得模糊語氣下的重要度如圖1表示。

圖1

3 有關(guān)水庫水資源環(huán)境的質(zhì)量評(píng)價(jià)

在研究水庫水調(diào)度方案優(yōu)選的時(shí)候，應(yīng)該將之前的水庫調(diào)度方案設(shè)計(jì)挪到現(xiàn)在的水調(diào)度方案中進(jìn)行考慮和計(jì)量，并且在以往方案的設(shè)計(jì)中大都是將水環(huán)境質(zhì)量因素給排除在外，而如今的優(yōu)化水調(diào)度方案就需要將水資源的水環(huán)境和質(zhì)量評(píng)價(jià)不斷的融入到此種調(diào)度方案的優(yōu)化模型當(dāng)中，因此在進(jìn)行對水環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候就需要采用多目標(biāo)模糊決策，從而有利于將水庫的水資源質(zhì)量由互不相干的多種指標(biāo)合成一個(gè)指標(biāo)，從而有利于發(fā)現(xiàn)水環(huán)境的水質(zhì)質(zhì)量。另外，水體的環(huán)境質(zhì)量的模糊性在一定程度上又可以將評(píng)價(jià)方法的綜合性的特征如實(shí)的表現(xiàn)了出來。

4 實(shí)施水資源合理調(diào)度的路線選擇

根據(jù)水資源的優(yōu)化配置以及水資源的管理可以看出只有建立出一個(gè)最優(yōu)化的水資源調(diào)度模型才能夠確保水資源的效益達(dá)到最大化，從而使得約束空間能夠得到有效的建立。其中，約束空間的組成部分最主要有三種方面的約束，分別是生存條件的約束、承載能力的約束以及用水公平性的約束。另外，約束空間主要包含了調(diào)出調(diào)入水庫水質(zhì)的差異、有關(guān)調(diào)入水庫工業(yè)的缺少量、有關(guān)調(diào)入水庫地區(qū)工業(yè)總需求量、有關(guān)調(diào)入水庫地區(qū)農(nóng)業(yè)缺水量等九種指標(biāo)，其中這九種指標(biāo)都可以成為評(píng)價(jià)水庫水調(diào)度的目標(biāo)。首先，對于生存條件約束來說，是對水資源的效益以及水資源環(huán)境質(zhì)量的約束，其中調(diào)入水庫工業(yè)缺水量和調(diào)度水庫地區(qū)農(nóng)業(yè)缺水量在一定程度上反應(yīng)了該區(qū)域內(nèi)的缺水程度，其屬于越大越優(yōu)型目標(biāo)，而調(diào)入調(diào)出水質(zhì)的差異主要就是反應(yīng)了兩個(gè)區(qū)域水資源質(zhì)量的差異，即屬于越小越優(yōu)型目標(biāo)，而相應(yīng)的調(diào)出水庫出水位高程則是反映了調(diào)水的高位程，它屬于越大越優(yōu)型目標(biāo)。而對于承載能力約束來說，供水量在一定程度上需要保留在供水工程的供水能力范圍內(nèi)，這也就要求其水資源的利用潛力不能夠被超越，另外還需要將水庫的防洪能力放置在考慮的范圍之內(nèi)。其中，調(diào)出水庫補(bǔ)給強(qiáng)度和調(diào)處水庫可調(diào)出水量是屬于越大越優(yōu)型目標(biāo)，而調(diào)出水庫防洪的水庫容量則是屬于相反的一面，屬于越小越優(yōu)型目標(biāo)。另外，對于用水公平性約束來說，水資源的合理分配呀充分考慮到公平的效益，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)用水量都存在著一定的差異，所以無法用公平的眼光去考慮水資源的管理，從而導(dǎo)致了在反映不同用水部門的需求上存在一定的差異，因此，調(diào)入水庫地區(qū)工業(yè)總需水量和調(diào)入水庫地區(qū)農(nóng)業(yè)總需水量屬于越小越優(yōu)型目標(biāo)。

綜上所述，要想將水庫調(diào)度做到不斷的優(yōu)化，就需要不斷的考慮其多目標(biāo)性，然后選擇出合理有效的調(diào)度方案，從而有利于促進(jìn)各個(gè)部門用水達(dá)到最大的效益。

參考文獻(xiàn)

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