不确定DeNovo规划方法及水资源优化配置研究

• 作 者: 苗得雨
• 机 构: 北京师范大学
• 出 处: 北京师范大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 水资源 优化配置 不确定性 DeNovo规划模型

水资源是人类赖以生存和发展的重要资源，随着人口的不断增加，经济和社会的迅猛发展，世界上越来越多的地区面临着水资源短缺的危机。为了缓解水资源供需矛盾，合理开发利用水资源、提高水资源的利用效益和效率，实现资源、经济、社会的协调发展，水资源优化配置模型应运而生，它是解决水资源管理科学决策的有效途径。事实上，水资源优化配置问题涉及水资源的开发利用、节约保护，涉及到国家和地区的经济发展、生态环境改善，涉及自然条件、政策要求，涉及系统的近、中、远期利益之间的平衡，而其中都含有众多的不确定性因素。　　
本文在不确定性水资源优化配置研究及应用的基础上，根据区间参数规划（interval-parameterprogramming,IPP）、模糊线性规划（fuzzylinearprogramming，FLP）、半无限规划（semi-infiniteprogramming,SIP）各自的特点，将其中的不确定性规划方法与DeNovo规划有机地耦合在一起，构建了基于不确定性的水资源优化配置模型，并进行了相关的案例研究。　　
(1)针对流域水资源管理设计，构建了基于不确定性的区间参数模糊DeNovo规划模型（interval-parameterfuzzyDeNovoprogramming，IFDNP）。所开发的方法是将区间参数和模糊集引入到DeNovo的框架中。方法的优点在于构建最优系统设计过程中能够将灵活性引入到模型约束中去，同时还能在不确定的条件下根据不同水平的经济状况来分析不同的情景。该方法被用于一个案例中去，在预算有限的情况下设计最优的水资源优化管理系统。　　
(2)尽管有一系列的不确定模糊规划模型被应用于水资源规划管理中，但是大部分的规划模型中，其目标和约束都没有考虑过函数区间（即区间的上下限都被表示为函数形式）。所以本文开发了区间参数模糊半无限DeNovo规划模型（interval-parameterfuzzybi-infiniteDeNovoprogramming，IFBDP），并进行了案例应用。所得出的解与已有的不确定性DeNovo规划模型(INDP)的解相比较，以及与没有考虑函数区间的区间参数模糊DeNovo规划模型的解相比较。所开发的方法可以得到更可靠的解，同时根据水价的浮动性来调整预算并能够降低系统带来的风险，这样可以提供更加灵活有效的水资源管理系统。　　
(3)根据漳卫南流域岳城水库供水区的实际情况，构建了区间参数半无限DeNovo规划模型（interval-parametersemi-infiniteDeNovoprogramming,ISIDP）。该模型运用线性交互式算法，将其分解成两个子模型，通过传统的单纯形法来求解。所得出的解说明开发的方法在决策过程中不会增加其复杂性，与其他的优化方法相比较有以下优点:a.更好地反映了系统收益与水价浮动的关系;b.由于可能的系统约束的违反，可以得到更加可信的解与更低的系统设计风险;c.根据价格的变动来调整实际预算，这样可以为决策者提供更加灵活的水资源管理方案。