一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，属于水利现代化评价技术领域。其包括：步骤一：获取待研究区域水利现代化指标值，构建水利现代化指标体系；步骤二：根据地区发展情况制定目标值，将各指标值与目标值进行标准化处理以提高系统普适性，确定水利现代化评价等级，并对各指标确定不同等级所对应的上下限；步骤三：通过逆向云发生器从指标中求得云模型三个特征值，再用正向云发生器根据三个特征值补充云滴，获得指标权重；步骤四：通过条件云发生器计算指标隶属度，计算各指标级别特征值确定指标评价等级，得出综合评价结果。运用云模型可以体现现实评价中不可忽视的随机性与模糊性，使评价结果更加真实有效，操作更加简便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法
本专利技术涉及一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，属于水利现代化评价

技术介绍
水利现代化是指由传统水利向现代化水利以及可持续水利的转变，以达到强化水利保障体系的能力，推进人与自然和谐相处并保持生态文明发展进步的目的，往往兼具时代性特征与地域性特色。目前传统水利仍然是通过水利工程的建造来满足人类各种需求，使人类社会经济不断发展进步，而现代水利往往是通过加强水资源的优化配置，来达到水资源的循环高效利用，促进社会进步。水利现代化建设是现代经济社会发展不可或缺的基础性支撑，更是改善生态环境不可替代的保障系统，具有鲜明的公益、基础和战略性质。水利现代化进程同时也是我国经济社会实现现代化发展的重要组成部分，根据国内外水利发展阶段，水利现代化将是水利发展的必经之路。喻君杰提出了江苏省水利现代化的目标内涵同时构建了6大体系共22项指标系数的江苏水利现代化指标体系(喻君杰，欧建锋.江苏水利现代化目标内涵及指标体系研究[J].水利发展研究，2013，(3):15-18.)；严玲对苏南水利现代化和指标体系构建进行研究并以此开发了水利现代化软件(严玲.苏南县域水利现代化指标体系及评价方法研究[D].2013，扬州大学.)。目前针对指标体系评价常用方法有多指标综合评判、层次分析法、模糊综合评价、TOPSIS等。这些方法中有的定性成分过多、主观性强，有的权重较难确定。水利现代化指标体系中指标数量较多，需要考虑其综合影响；而各指标等级隶属度又具有一定的模糊性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，将云模型应用于水利现代化评价。云模型(Cloudmodel)兼具模糊性和随机性，比较客观精确，能够较好实现定性与定量之间的转化。但目前还没有学者采用云模型方法进行水利现代化评价研究。云模型由三个特征值(期望Ex、熵En、超熵He)通过云发生器来实现样本定性和定量之间的转换。期望Ex：与统计学中样本的期望概念相同，是所有云滴的平均值，也是最具样本特色的值；熵En：由样本本身随机性、模糊性定义，是样本的不确定性度量，也反映云滴之间的离散和模糊程度；超熵He：由熵随机性、模糊性定义，故可以称为熵的熵，反映熵的不确定性度量。云发生器一般包括正向云发生器、逆向云发生器和条件云发生器，其具体流程形式分别参见图2-图4。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，具体步骤如下：步骤一：获取待研究区域水利现代化指标值，构建水利现代化指标体系；步骤二：根据地区发展情况制定目标值，将各指标值与目标值进行标准化处理以提高系统普适性，确定水利现代化评价等级，并对各指标确定不同等级所对应的上下限；步骤三：通过逆向云发生器从指标中求得云模型三个特征值，再用正向云发生器根据三个特征值补充云滴，获得指标权重；步骤四：通过条件云发生器计算指标隶属度，计算各指标级别特征值确定指标评价等级，得出综合评价结果。进一步的，在步骤一中，所述水利现代化指标体系包括防洪除涝减灾、水资源保障、水环境与河湖生态保护、农村水利保障、供排水工程、水管理服务以及水利发展保障七个子体系。具体地，该七个子体系共包含27个指标：流域防洪达标率、区域防洪除涝达标率、城市防洪除涝达标率、供水保证率、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、城市污水处理回用率、水功能区水质达标率、集中式饮用水源地水质达标率、水域面积率、水土流失治理率、旱涝保收田面积率、灌溉水利用系数农村河道有效治理率、城市供水水质综合合格率、区域供水覆盖率、城市雨水排水达标率、城市污水集中处理达标率、水资源管理达标率、骨干河湖管理达标率、水利工程设施完好率、防汛防旱管理与应急能力、基层管理服务水平、重要水管理事项有效实施率、水利投入政策到位率、人才结构达标率、水利科技信息化水平。在步骤二中，所述水利现代化评价等级为：起步期、初等现代化、基本现代化和全面现代化。在步骤三中，所述指标权重的具体计算步骤如下：(1)收集一定数量专家各自的初始权重评价；(2)通过逆向云发生器求解Ex、En、He；根据样本值xi和样本数n求Ex与样本方差S2根据样本均值求熵En根据样本方差和熵求超熵He(3)根据所求的Ex、En、He，用正向云发生器补充云滴，并根据最大隶属度原则求得权重，假设重复生成的云滴数N＝1000；先求正态随机数En’En'＝randn(1)×He+En再求正态随机数Exi’Exi'＝randn(1)×En'+Ex最后确定度μi重复1000次，得到1000个云滴(Exi’，μi)，再求均值即可得到各个指标的权重，最后进行归一化处理。在步骤四中，所述各指标等级隶属度和各指标级别特征值确定指标评价等级的具体计算步骤如下：(1)确定评价目标指标值X与评价指标等级标准S；(2)计算三个特征值并根据正反向指标求解各个指标在各等级下的隶属度式中Sij，max，Sij，min分别是第i个指标在第j个等级中的上下限；Exij，Enij表示第i项指标在j评价等级中的期望和熵；He表示超熵，一般情况由实验或经验取值，反映变量不确定程度，本专利技术取He值为0.01，取云滴数m＝1000；求正态随机数Enij’Enij'＝randn(1)×He+Enij1)正向指标：当ExiN≤xi≤Exi1时：当xi>Exi1时：当xi<ExiN时：2)反向指标：当Exi1≤xi≤ExiN时：当xi<Exi1时：当xi>ExiN时：对每个样本重复1000次求出U＝(μij1，μij2……μij1000)最后的确定度通过级别特征值的方法进行评价等级评判，为方便理解将最终评价等级以百分制形式计算表示式中k为各等级特征值；整体评价等级评判：式中μi为该体系的权重。实施本专利技术，将云模型引入水利现代化指标体系评价中来，相对于现有技术具有如下优点：(1)运用云模型可以体现现实评价中不可忽视的随机性与模糊性，能够综合体现评价体系的特点，使评价结果更加真实有效；(2)通过正向云发生器与逆向云发生器的结合，能够扩大样本数量，减少评价误差，通过各指标权重云滴图，将评价过程可视化，更加直观，同时增加评价结果可靠性；(3)基于云模型的水利现代化指标体系评价方法思路清晰，操作简便，根据地区发展水平来标准化得到的指标，可生成各指标隶属于不同现代化级别的云模型，为水利现代化方评价方法的研究提供更优化的模型或新的思路。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法的技术路线图；图2为正向云发生器流程图；图3为逆向云发生器流程图；图4为条件云发生器流程图；图5为本专利技术提供的水利现代化指标体系图；图6为本专利技术实例的防洪除涝减灾体系指标权重云模型图；图7为本专利技术实例的水资源保障体系指标权重云模型图；图8为本专利技术实例的水环境与河湖生态保护体系指标权重云模型图；图9为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，具体步骤如下：步骤一：获取待研究区域水利现代化指标值，构建水利现代化指标体系；步骤二：根据地区发展情况制定目标值，将各指标值与目标值进行标准化处理以提高系统普适性，确定水利现代化评价等级，并对各指标确定不同等级所对应的上下限；步骤三：通过逆向云发生器从指标中求得云模型三个特征值，再用正向云发生器根据三个特征值补充云滴，获得指标权重；步骤四：通过条件云发生器计算指标隶属度，计算各指标级别特征值确定指标评价等级，得出综合评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，具体步骤如下：步骤一：获取待研究区域水利现代化指标值，构建水利现代化指标体系；步骤二：根据地区发展情况制定目标值，将各指标值与目标值进行标准化处理以提高系统普适性，确定水利现代化评价等级，并对各指标确定不同等级所对应的上下限；步骤三：通过逆向云发生器从指标中求得云模型三个特征值，再用正向云发生器根据三个特征值补充云滴，获得指标权重；步骤四：通过条件云发生器计算指标隶属度，计算各指标级别特征值确定指标评价等级，得出综合评价结果。2.根据权利要求1所述的基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，其特征在于：在步骤一中，所述水利现代化指标体系包括防洪除涝减灾、水资源保障、水环境与河湖生态保护、农村水利保障、供排水工程、水管理服务以及水利发展保障七个子体系。3.根据权利要求2所述的基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，其特征在于：所述七个子体系共包含27个指标：流域防洪达标率、区域防洪除涝达标率、城市防洪除涝达标率、供水保证率、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、城市污水处理回用率、水功能区水质达标率、集中式饮用水源地水质达标率、水域面积率、水土流失治理率、旱涝保收田面积率、灌溉水利用系数农村河道有效治理率、城市供水水质综合合格率、区域供水覆盖率、城市雨水排水达标率、城市污水集中处理达标率、水资源管理达标率、骨干河湖管理达标率、水利工程设施完好率、防汛防旱管理与应急能力、基层管理服务水平、重要水管理事项有效实施率、水利投入政策到位率、人才结构达标率、水利科技信息化水平。4.根据权利要求1所述的基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，其特征在于：在步骤二中，所述水利现代化评价等级为：起步期、初等现代化、基本现代化和全面现代化。5.根据权利要求1所述的基于云模型的水利现代化指标体系评价方法，其特征在于：在步骤三中，所述指标权重的具体计算步骤如下：(1)收集一定数量专家各自的初始权重评价；(2)通过逆向云发生器求解Ex、En、He；根据样本值xi和样本数n求Ex与样本方差S2根据样本均值求熵En根据样本方差和熵求超熵He1(3)根据所求的Ex、En、He，用正向云发生器补充云滴，并根据最大隶属度原则求得权重，假设重复生成的云滴数N＝1000；先求正态随机数En’En'＝randn(1)×He+En再求正态随机数Exi’Exi'＝randn(1)×En'+...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄显峰，刘展志，方国华，高玉琴，刘娇，唐肖阳，李宛谕，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32