一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法技术

本发明专利技术公开了一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法，本发明专利技术以年为优化期，在常规平衡配置决策方法的基础上增加决策者指令预判模块，对是否启动月尺度动态修正进行预判并发令；当不启动时，执行常规平衡配置决策方法；启用时，将优化期划分为动态修正期、决策期、计划期三个时期，执行月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法。本发明专利技术既可简化水资源平衡配置决策模式，又有利于提高水资源配置精度。置精度。置精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法


[0001]本专利技术属于信息
，具体涉及一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法。

技术介绍

[0002]现有的月尺度水资源平衡配置决策方法可大致分为全时段决策方法、两时段决策方法和年周期序贯决策方法。全时段决策方法的不足在于，假设水资源配置的输入条件中来水量、需水量为多年平均值，如果发生与多年平均值偏差较大的极端情况，则超前决策能力不足，其决策可理解为“中庸决策”。两时段决策方法的不足在于，前后两时段的决策结果相对独立，由于水资源呈现年周期性，年内有丰枯变化特点，可能造成“已在前一时段配置的水资源量，如若在后一时段分配，发挥的效益更大”的情况，其决策可以理解为“短视决策”。年周期序贯决策方法相较于前两者，更能避免“中庸决策”和“短视决策”，更符合水资源管理的应用需求，但仍然存在对决策者指令响应不足的问题。
[0003]例如：当月尺度需水量和来水量具备被动态修正的条件，优化期由原本的“当前时段(决策期)+未来计划时段(计划期)”变成“被修正的历史时段(动态修正期)+动态预测的当前时段(决策期)+未来计划时段(计划期)”，前者可以理解为“模式化决策”，后者可以理解为“专家经验决策”，对于决策精度而言，后者精度更高，但目前的年周期序贯决策装置尚无法按照后者决策。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法，该方法可提高平衡配置决策精度。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法，包括：
[0007]S100：当接收到决策者指令，判定决策期前一时段是否具有有效的月尺度动态修正信息；若有，执行步骤S200；否则，执行步骤S300；
[0008]S200：识别决策期t2在优化期内的位置，当决策期t2位于优化期的初始月，则执行步骤S300；否则，进一步判定是否可获得1～t2‑
1时段已发生水文信息的监测数据或统计数据，当为否，同样执行步骤S300；否则，将优化期顺次分割为动态修正期、决策期t2和计划期，以优化期缺水量最小为决策目标，以月尺度动态修正的需水量和来水量作为驱动数据，对决策期t执行平衡配置决策；
[0009]S300：将优化期分割顺次为决策期和计划期，采用多年平均需水量和来水量作为驱动数据，对决策期执行常规的平衡配置决策；
[0010]S400：当决策完成，判断决策期是否为优化前最末时期，若是，结束；否则，决策期后移一步，继续执行步骤S100。
[0011]进一步的，步骤S100中，决策者指令在决策期前一时段的最后时刻发送。
[0012]进一步的，步骤S100中，当收集的决策期前一时段水文信息存在缺失或错误，则判定为不具有有效的月尺度动态修正信息；否则判定为具有有效的月尺度动态修正信息。
[0013]进一步的，在步骤S200中，决策目标见式(1)：
[0014][0015]式(1)中，obj表示目标函数，式(1)所示以目标函数最小；surp(T)为优化期T的缺水量，T∈(t1,t2,t3)；t1,t2,t3分别表示优化期T内的动态修正期、决策期、计划期；n表示模拟年份；
[0016]决策期供水量DecisionX(t)采用式(2)求解：
[0017][0018]式(2)中，dem(t2)为决策期t2的需水量，surp(t2)为决策期t2的缺水量。
[0019]本专利技术具有如下特点和有益效果：
[0020]本专利技术在常规平衡配置决策方法的基础上增加决策者指令预判模块，对是否启动月尺度动态修正进行预判并发令；当不启动时，执行常规平衡配置决策方法；启用时，将动态修正的来水量与需水量适时分配给被修正的历史时段，并动态预测当前时段。另外，在本专利技术中决策期不一定非处在优化期的首期，以便可以继承历史时段更接近客观事实的真值；而且优化期中也不一定出现计划期，以便降低因计划期不确定性带来极端偏差风险，如短视决策。本专利技术既简化了水资源平衡配置决策模式，又有利于提高水资源配置精度，更符合面向水资源管理的动态月尺度修正数据的应用需求。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中优化期分割示意图；
[0022]图2为本专利技术具体实施方式的流程图；
[0023]图3为实施例中本专利技术方法和常规方法的效果对比。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。显然，所描述的具体实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术在基于GAMS(The General Algebraic Modeling System，通用建模软件)的水资源优化配置模型的基础上，提出了基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法。常规平衡配置决策方法立足于规划层面，单纯考虑历史多年平均或者典型年来水量和需水量条件下的水资源供需平衡关系，未考虑当月尺度来水量和需水量被动态修正后，新的水力联系对配置决策结果的影响。因此，本专利技术在常规平衡配置决策方法的基础上增加决策者指令预判模块，对是否启动月尺度动态修正进行预判并发令；当不启动时，执行常规平衡配置决策方法；启用时，执行月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法。
[0026]本专利技术基于年周期序贯决策方法进行水资源平衡配置决策(参见文献[1]：侯丽娜
等，基于来水和蓄水的周期规律及不确定性的水资源配置模型[D]，中国水利水电科学研究院，2013)。本专利技术年周期序贯决策方法的思路为：以年为优化期，当执行月尺度动态修正时，将优化期划分为动态修正期、决策期、计划期三个时期，其中，决策期指当前决策月，仅有一个月；动态修正期和计划期的步长不相等，但均为整月倍数；动态修正期、决策期、计划期总时长为12个月。当执行常规平衡配置决策时，将优化期划分为决策期、计划期两个时期，决策期、计划期总时长为12个月。无论是“动态修正期+决策期+计划期＝12个月”还是“决策期+计划期＝12个月”，12个月均指连续的12个月，可位于两个自然年当中；计划期可以不存在。信息在年周期内的传递方式。
[0027]本专利技术优化期的划分原理见图1所示。图中，ytn为起始年度标识，t为当前决策期。当t＝1时，无动态修正期，决策期和计划期均采用“多年平均值”作为驱动数据来进行平衡配置决策。当决策完成，决策期t后移一步。此时接收到决策者指令，启动月尺度动态修正，则t
‑
1时段由原来“多年平均值”驱动变为“月尺度动态修正值”替代。因年周期内t
‑
1时段发生变化会对决策期t时段的一系列水力要素(如：地表径流量、水库蓄水量、地下水可供水量、河道生态流量等)产生影响，多数情况下“月尺度动态修正值”的t
‑
1时段比“多年平均值”的t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于月尺度动态修正的水资源平衡配置决策方法，其特征是，包括：S100：当接收到决策者指令，判定决策期前一时段是否具有有效的月尺度动态修正信息；若有，执行步骤S200；否则，执行步骤S300；S200：识别决策期t2在优化期内的位置，当决策期t2位于优化期的初始月，则执行步骤S300；否则，进一步判定是否可获得1～t2‑
1时段已发生水文信息的监测数据或统计数据，当为否，同样执行步骤S300；否则，将优化期顺次分割为动态修正期、决策期t2和计划期，以优化期缺水量最小为决策目标，以月尺度动态修正的需水量和来水量作为驱动数据，对决策期t执行平衡配置决策；S300：将优化期分割顺次为决策期和计划期，采用多年平均需水量和来水量作为驱动数据，对决策期执行常规的平衡配置决策；S400：当决策完成，判断决策期是否为优化前最末时期，若是，结束；否则，决策期后移一步，继续执行步骤S100。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺华翔，游进军，林鹏飞，谢纪强，陈爱琪，陈贺，陈非，郭聪，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：