一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法，包括：建立防洪系统水库属性动态评价初始指标体系；建立水库群实时调度“动态等效”模型，生成水库属性样本真集；建立粗糙集信息系统决策表；建立基于粗糙集等价关系原理的指标约简模型；基于约简指标体系进行评价规则提取，用于水库属性实时动态评价。本发明专利技术方法可根据实时信息在防洪调度中评价水库属性。该技术理论丰富，可操作性强，可靠性高，在水库群防洪调度领域的应用，能实现实时防洪调度中水库属性的动态评价。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法
本专利技术涉及防洪系统实时调度方法，尤其是一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法。
技术介绍
防洪系统实时联合调度是减轻洪涝灾害的重要非工程措施。受暴雨中心移动、水库调度方式、工程状态等多种因素影响，水库群中各水库控制洪水的能力是动态变化的，显效水库(防洪效果显著的水库)和非显效水库(防洪效果不显著的水库)子集也随之动态变化。根据实时信息动态评价水库属性，对于简化水库群联合调度模型和降低交互决策难度具有重要价值。随系统科学、计算机、管理学等技术的发展，综合评价方法如聚类分析、主成分分析、模糊综合评价、灰色系统理论、人工神经网络、粗糙集理论等评价方法已发展成熟。在实时防洪调度中，为建立全面合理的指标体系，进行水库属性动态综合评价，需解决以下问题：(1)如何建立科学合理的评价指标体系；(2)如何进行指标的筛选以在保证评价结果精度的前提下提高评价效率；(3)如何建立评价规则库用于实时调度中水库属性的高效评价。本专利技术提出的基于粗糙集理论的评价方法，能从较少样本信息中提取必要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)建立防洪系统水库属性动态评价初始指标体系；/n(2)建立水库群实时调度“动态等效”模型，生成水库属性样本真集；/n(3)建立粗糙集信息系统决策表；/n(4)建立基于粗糙集等价关系原理的指标约简模型；/n(5)基于约简指标体系进行评价规则提取，用于水库属性实时动态评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立防洪系统水库属性动态评价初始指标体系；
(2)建立水库群实时调度“动态等效”模型，生成水库属性样本真集；
(3)建立粗糙集信息系统决策表；
(4)建立基于粗糙集等价关系原理的指标约简模型；
(5)基于约简指标体系进行评价规则提取，用于水库属性实时动态评价。


2.根据权利要求1所述的一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法，其特征在于，步骤(1)中基于水库群联合防洪调度中水文补偿、水力补偿和库容补偿基本原理，从实时水雨情、水库利用状况、水库对控制断面洪水削减能力及水库间水文联系选择水库属性评价指标；其中，防洪系统水库属性动态评价初始指标体系包括目标层、准则层和指标层，其中：
目标层为：防洪系统水库属性实时动态评价总目标；
准则层包括：B1实时水雨情，B2水库利用状况，B3水库对控制断面洪水削减能力和B4水库间水文联系；
指标层包括：C1汇水区预报径流深(λi)，C2补偿区间预报来水比重(αi)，C3水库实时补偿能力(ηi)，C4洪量贡献度(σi)，C5洪峰贡献度(μi)，C6水库断面洪水时间遭遇度(ωis)，C7水库间洪水时间遭遇度(γi,i*)；其中C1和C2对应准则层B1，C3对应准则层B2，C4、C5、C6对应准则层B3，C7对应准则层B4；
指标层C1的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
指标层C2的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
指标层C3的指标定量表达公式为：指标类型为负向、定量；
指标层C4的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
指标层C5的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
指标层C6的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
指标层C7的指标定量表达公式为：指标类型为正向、定量；
其中，Wi为第i水库预报入库径流量，Ai为第i水库汇水面积，Li为第i水库下游区间来水量，Ls为公共防洪点上游区间来水量，V防i为第i水库剩余防洪库容，Wi'为第i水库预报入库洪水在公共防洪点响应过程洪峰段洪量，Ws为公共防洪点天然洪水洪峰段洪量，Qs为公共防洪点天然洪水洪峰流量，Qi's为公共防洪点天然洪水洪峰时刻对应的第i水库预报入库洪水响应流量，ai,ai*分别为第i，i*水库预报入库洪水在公共防洪点响应过程洪峰段左端点，bi,bi*分别为第i，i*水库预报入库洪水在公共防洪点响应过程洪峰段右端点，as为公共防洪点天然洪水洪峰段左端点，bs为公共防洪点天然洪水洪峰段右端点。


3.根据权利要求1所述的一种基于粗糙集理论的防洪系统水库属性实时动态评价方法，其特征在于，步骤(2)包括以下步骤：
(21)建立水库群实时调度“动态等效”模型，该模型中显效水库以公共防洪点洪峰流量最小为目标进行联合优化调度，非显效水库以最大削峰准则为目标进行单库优化调度；
非显效水库单库调度目标函数：



其中，qt为水库t时刻出库流量；T为调度期时段长；
显效水库联合调度目标函数：



其中，是第i库泄流过程在公共防洪点的响应；是第i库到私有防洪点之间的区间入流过程在公共防洪点的响应；是各显效水库和公共防洪点之间的总区间入流过程在公共防洪点的响应；M*为显效水库的数目；
约束条件：
水量平衡约束：



其中，和Vti分别为第i库t时段初、末蓄水量；和分别为第i库t时段初、末入库流量；和分别为第i库t时段初、末出库流量；Δt为时段长；
泄流能力约束：



其中，为第i库t时刻水位对应的泄流能力；
最高水位约束：



其中，为第i库t时刻的最高控制水位；
期末水位约束：



其中，和分别为第i库调度期末计算水位和控制水位；
泄流变幅约束：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洁玉，钟平安，邴建平，杨敏芝，刘为锋，王涵，吴宇彤，王翌旭，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32