[发明专利]一种情景-目标交互的水网区水资源调度智能决策方法及系统

说明书

本发明提出了一种情景‑目标交互的水网区水资源调度智能决策方法及系统，所述方法包括：（1）调用水文数据采集设备存储于在线数据库中的水文数据；（2）根据所述水文数据模拟计算对应的水量水质，并存储至方案成果数据库；（3）构建智能决策指标体系；（4）开发情景识别模块，完成情景自动识别及权重动态分配；（5）目标函数构建及求解，开发形成水资源调度智能决策模块；（6）耦合各预设模块，开发形成水资源调度智能决策系统平台。本发明通过研究不同维度目标之间协同关系随情景变化而发生动态变化的技术，克服了现有技术对于水资源调度实时情景的应变能力和时效不足，实现了变化情景下的水资源调度智能决策。

技术领域

本发明涉及水资源调度智能决策领域，尤其涉及一种情景-目标交互的水网区水资源调度智能决策方法及系统。

背景技术

对水资源进行调度是应对各类水问题、保障水安全的有效途径，也是提升水资源对于经济社会基础支撑能力的重要手段。在全球气候变化、极端天气事件等不确定性因素增多的大背景下，水资源调度目标涉及防洪安全、供水安全、水环境安全等多个不同维度，不同维度目标既互相关联又具有一定竞争性，即表现为在水资源调度周期内的任一时刻，不同维度目标相对重要性随实际情景不同而发生时间上的动态变化。因此，针对实时变化情景的水资源调度决策是该领域的重点和难点。

由于平原水网区水利工程众多、调度影响和制约因素复杂，因而水资源调度决策多采用相对分割、耗时较长的“方案设计-效果评估-方案决策”的分步人为决策方式，过于依赖决策者经验，决策效率低、可靠度无法保证。此外，已有的决策技术对于水资源调度各目标在决策周期内的重要性多以某一确定的权重来衡量，却忽略了变化情景下，不同目标之间的竞争关系本身是随情景不同而动态变化的，因而传统决策方法可能导致关键情景下特定目标保障不足，不能实现最佳的决策效果。综上，水网区水资源调度决策技术尚有以下问题亟待解决：一是如何在决策过程的任一时刻自动识别情景变化；二是如何提高目标对于情景的敏感反应性，即如何反映防洪、供水、水环境等不同维度目标重要性在不同情景下的动态变化，特别是某些关键情景下特定目标的保障；三是如何将传统的分步人为决策过程转化为一种智能化的决策技术。为弥补现有技术的不足，有必要提出一种情景-目标交互的水网区水资源调度智能决策方法及系统，以解决水资源调度时变决策问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术在水资源调度实时情景的应变能力和时效方面的不足，提出一种情景-目标交互的水网区水资源调度智能决策方法及系统，通过情景自动识别、情景与目标之间的交互，解决水资源调度时变决策问题。

技术方案：第一方面，提出了一种情景-目标交互的水网区水资源调度智能决策方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)调用水文数据采集设备存储于在线数据库中的水文数据；

(2)根据所述水文数据模拟计算对应的水量水质，并存储至方案成果数据库；

(3)构建智能决策指标体系；

(4)开发情景识别模块，完成情景自动识别及权重动态分配，实现情景-目标的交互；

(5)目标函数构建及求解，开发形成水资源调度智能决策模块；

(6)开发水资源调度智能决策系统平台，可视化最终决策结果至终端。

在第一方面的一些可实现方式中，智能决策指标体系从防洪安全维度、供水安全维度和水环境安全维度进行构建，设有n个指标，m个待决策方案，则关于n个指标的指标矩阵为：

式中：x_ij表示第i个指标的第j个方案的计算值。

随后，通过如下表达式对所述指标矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵R＝(r_ij)_n×m。