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《(改进熵)基于熵权的水库防洪调度多目标决策方法及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、水利学报2007年1月SHUILIXUEBAO第38卷第1期文章编号:05599350(2007)01010007基于熵权的水库防洪调度多目标决策方法及应用周惠成,张改红,王国利(大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116024)摘要:本文通过引入熵权的概念,将其与模糊优选模型相结合进行防洪调度多方案优选,同时针对由熵值转换为熵权的计算式在某些条件下不适用这一问题,对熵权的计算式进行了改进。本模型基于熵值能反映数据本身的信息效用原理计算指标的熵权,并与主观权重线性组合,兼顾主观偏好与客观属性,可得到合理的方案优属度。实例验证结果表明,此方法简便可行。关键词:水库调度;
2、决策;熵权;权重;模糊优选中图分类号:TV697文献标识码:A水库防洪调度属多目标、多属性、多层次、多阶段的复杂决策过程,与自然、社会、经济、生态、环境等方面密切相关;同时又是不可重复的实时校正过程,可见调度决策方案正确与否意义重大。98大洪[1]水!以来,政府加大了防洪非工程措施建设的力度,防洪调度决策支持系统得以迅速发展及广泛应用,为各水库洪水调度多方案的生成提供了便利条件,从而如何优选调度方案成为研究问题的核心。在实际防洪调度中,由于面临时刻上下游的水情、雨情、工情等状况不同,防洪目标的侧重点也不同。为了协调各防洪目标,需确定不同评价指标的权重关系。目前,按赋值形式不同可将权重分为主观权
3、重和客观权重。对于多目标决策而言,主观权重体现了面临时刻决策者的意愿偏好,而客观权重反映[2]了方案集中具体数据对决策的贡献度。防洪调度决策研究中,陈守煜通过模糊循环迭代寻求目标权向量初始解,以主观意向进行调整并引入模糊多级优选模型寻求合理的主、客观权重及优选结果;王本[3]德等通过引入权重折衷系数建立模糊循环迭代模型实现主观与客观权重相结合及方案排序。以上方法均考虑了主观偏好与客观属性,但需经过循环迭代实现,计算量较大,且循环初始值在一定程度上影响评价结果。鉴于此,本文引入熵权法确定各目标的客观权重,将其与主观权重线性组合,基于模糊优选模型进行多方案优选。[4]熵本身是一热力学概念,它最先由
4、Shannon引入信息论。熵权法的基本思想是认为指标的差异程度越大越重要,则权重相应也越大。计算时如何实现各指标间熵值与熵权的转换是关键环节,其直接影响着各指标客观权重的正确性,进而关系着方案评价的合理性、防洪的安全性。已有的由熵值计算熵[4,5]权的计算式,当熵值处于一定区间时,其相互间的微小差别可能引起熵权成倍数变化,这与熵值所传递的信息不一致。因此,需要对熵权的计算式进行改进。最后将本文引入熵权法的模糊优选方法应用于桓仁水库的一场洪水调度决策中,通过实例验证其可行性。[6]1水库多目标调度的模糊优选模型设对汛期一场洪水,由防洪调度决策支持系统拟定满足约束条件的可供优选的n个调度方案,需
5、收稿日期:20060420基金项目:国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限公司雅砻江水电联合研究基金项目(50579095)作者简介:周惠成(1958),男,吉林农安人,教授,主要从事水资源可持续利用,防洪减灾决策支持系统研究。E_mail:hczhou@dlut.edu.cn100根据m个评价目标识别优劣,则有n个方案、m个评价指标的决策特征值矩阵X=(xij)(1)式中:xij为方案j指标i的特征值,i=1,2,∀,m;j=l,2,∀,n。在实际决策中,防洪调度的评价指标通常分为越大越优、越小越优和中间型三类,各类指标对优的相对隶属度计算公式分别为越大越优型rij=(xij-x
6、imin)(ximax-ximin)(2)越小越优型rij=(ximax-xij)(ximax-ximin)(3)中间型**rij=1-
7、xij-xi
8、max
9、xij-xi
10、(4)i=1,2,∀,n*其中:ximax表示方案集中指标i的最大特征值;ximin表示方案集中指标i的最小特征值;xi表示评价指标i的理想特征值。根据式(2)~式(4)可将评价指标特征值矩阵X转换为其对优的相对隶属度矩阵R=(rij)(5)式中:rij为方案j指标i的特征值对优的相对隶属度。mT假设评价指标的综合权向量为W=(w1,w2,∀,wm),满足#wi=1,0∃wi∃1。i=1在多方案优选中,其比较
11、仅限于可供选择的n个方案中,因此具有相对性。在可供选择的n个方T案中,定义相对最优方案隶属度与相对最劣方案隶属度分别为G=(g1,g2,∀,gm),D=(d1,d2,∀,nnTdm),其中gi=%rij,di=&rij。j=1j=1根据加权广义欧式权距离与最小二乘法准则可得方案j的相对优属度uj为m-12#[wi(gi-rij)]i=1uj=1+m(6)2#[wi(rij-di)]i=1[4]2
