基于Copula函数的水资源供需风险损失模型及其应用

针对传统水资源供需风险损失评价方法无法对供水量和需水量之间复杂的非线性关系进行定量研究,本文首次建立了基于Copula函数的水资源供需风险损失模型.首先基于差分法和原函数存在定理模拟了供水量和需水量的边缘概率分布函数;其次提出了基于非线性优化思想对Copula函数进行参数估计;第三步分别对各种Copula函数进行拟合优度检验和非参数X~2检验,选择最优的Clayton Copula函数模拟供水量和需水量的联合概率分布;最后建立水资源供需风险损失的二重积分表达式.研究结果表明,当不考虑利用外调水和再生水时,2020年北京市水资源供需风险期望损失约为1159.7亿元;利用南水北调水和再生水后,北京市水资源供需风险期望损失约为37.7亿元,下降幅度达96.7%.     

中国水资源利用效率评估模型构建及应用

构建了一种基于投影寻踪及遗传算法的水资源利用效率评估模型. 首先运用层次分析法(AHP)对指标集进行筛选, 利用Ward系统聚类方法划分样本初始等级; 以初始等级和所选指标为基础建立投影寻踪模型; 采用遗传算法进行求解. 并将所构建的模型应用于对我国31个省级行政区的水资源利用效率进行评估. 根据模型计算结果, 北京、天津、山西等地水资源利用效率较高, 而宁夏、广西、西藏等水资源利用效率低. 分析发现中国水资源利用效率具有较为明显的地域特征和区域差异, 其基本趋势是: 水资源短缺压力较大或经济较发达的地区水资源利用效率相对较高; 反之亦然. 水资源利用效率较高的地区呈现出万元工业增加值用水量少、 去变异化农业用水效率高、人均GDP高等显著特点.     

考虑决策者偏好的洪水灾害模糊聚类迭代评估模型

决策者偏好对洪水灾害的评估结果有重要影响.传统的评估方法可能会出现次要指标权重过大的情况,难以有效体现决策者偏好对评估结果的影响,为此将模糊聚类迭代模型推广到考虑决策者偏好的情况,并给出单一偏好条件下的理论解,提出了基于决策者偏好模糊聚类迭代模型.在该模型中,通过增加一个松弛因子构造一个增广拉格朗日乘子添加到模糊聚类迭代模型的目标函数中,将体现决策者偏好的不等式约束转化为等式约束,并依此求出该偏好条件下权重向量的解析解,可为考虑决策者偏好评估方法的研究提供理论依据;再根据样本特征值矩阵与解得的最优权重向量求出各样本的灾情综合评价值,结合最优隶属度矩阵确定各样本所属洪灾等级,各等级内部样本依据灾情综合评价值排序.该模型直接利用样本特征值矩阵对洪灾样本灾情大小进行识别,降低对最优隶属度矩阵的依赖性,使得排序结果更准确合理.最后,将该模型应用于2013年四川省部分地区洪水资料,验证了考虑决策者偏好模糊聚类迭代模型的理论结果,灾情综合评价值法的排序结果比传统的类别特征值法更合理.     

研发项目技术风险度的三参数量化模型研究

针对研发项目中最为关键的技术风险量化难题,为确保该类项目目标的成功实现,研究并提出了技术风险事件量化指标的体系结构、等级标准和量化方法,建立了基于风险事件发生可能性、后果影响和可控性的多级递阶层状结构的技术风险三参数量化模型,并应用该模型对某研发项目进行了案例分析与验证,从而得到了解决技术风险量化难题的理想模型与有效方法.该模型综合考虑技术风险的评价与应对,引入可控性指标,并提出了基于技术创新TRIZ理论的可控性量化方法.该结论有助于准确把握项目的技术风险状态,也从理论与实践上促进了技术风险管理决策的科学化.     

基于指标体系的区域水资源合理配置初探

根据评价指标筛选原则,设计了一个反映区域水资源-社会经济系统状况的多层次评价指标体系,建立了水资源合理配置的 GEM-AHP 计算模型.该模型是以水资源利用效果为目标,以社会、经济、资源、环境、技术和管理等领域的多个因子为评价指标,根据方案层与目标层间的关系,将各个子区相对于水资源利用效果的组合权重之比作为各自应分摊的水量之比;再由各子区的人口数量信息,综合确定各自分配的水资源数量.实例研究表明,所建模型对涉及社会、经济、资源、环境、技术和管理等多领域的水资源分配问题具有很好的适用性.     

钢铁企业合作创新项目选择的模糊聚类分析

在合作创新过程中,针对区间数的评价信息,提出一种基于遗传算法的模糊聚类方法.考虑方案各准则的权重、准则值为区间数,同时要求对聚类中心各准则值有严格序关系.然后结合隶属度变量构建优化模型,利用具有动态惩罚函数的遗传算法求解,计算得到各方案的所属类别.实例证明了该方法的有效性和可靠性.     

水期权及其定价模型——以南水北调东线为例

建立水期权交易对于规避水资源供需风险、优化水资源配置和增加市场金融投资品种具有重要意义。本文根据中国的水情和水市场实际,对水期权的基本内涵和期权定价方法进行了初步研究。考虑到中国水权交易的特点,文中引入多次执行期权用于水资源供需风险的规避;对水期权的标的资产水价进行定量分析,建立基于市场机制下水资源供需缺口的水价模型,构建反映水价随机变动的均值回复模型;根据标的资产水价的波动趋势以及水期权的奇异性,运用动态规划方法进行期权定价;最后以南水北调东线为例进行实证分析,验证了该方法的可行性;在此基础上,详细论述了我国水期权交易的适用条件。     

内蒙古林西县生态经济分区与发展对策研究

以位于北方农牧交错带的内蒙古林西县16个乡镇为样本,利用因子分析方法对所选指标体系进行筛选,从26项指标中筛选出7项综合指标,消除了由于各因子的相互作用引起的噪音干扰,降低各因子之间的重叠性.在此基础上,根据生态经济区划分的相似性原则、区域共轭性原则和自然区域完整性原则,运用灰色星座聚类法对研究区生态经济系统进行聚类分区,林西县生态经济系统可以划分为3大区域:中东部河谷平川粮食经济作物区、中南部低山丘陵牧粮综合发展区及西北部中山牧粮果水保林区.排序检验的结果表明聚类结果基本正确,能较好地反映研究区农业生态经济类型的客观状况.最后,根据各分区不同的生态经济特征,对各区的开发对策及今后的发展方向进行了详细的分析与评述.图1,表5,参6.     

基于语言图像模糊集与MABAC法的改进大群组FMEA模型

失效模式与影响分析(FMEA)是一种前瞻性风险分析工具。但传统FMEA模型在大群组专家风险评估、风险因子权重确定以及失效模式排序方面存在一定缺陷。本文针对上述不足提出了一种新的FMEA模型：首先采用语言图像模糊集表征专家的风险评价信息，然后运用相似度聚类法对大群组专家进行聚类，而风险因子的权重由熵权法确定，最后利用多属性边界近似区域比较(MABAC)法对各失效模式进行风险排序。为了验证该模型的可行性，本文将其运用于企业架构风险评估，并通过比较分析以及蒙特卡洛仿真验证其优越性与可靠性。     

可持续发展视角下山东省缺水类型定量评价及其空间特征研究

目前有关山东省的水资源短缺问题的认识存在重大分歧,主流意见认为山东省属于资源性缺水,并据此提出解决对策.实际上,这是一种推卸责任的说法,不利于山东省水资源可持续利用的实现.在此从水资源的特性、多年平均降水量、人均年可更新水资源量及地下水开采潜力等角度进行分析,否定了山东省是资源型缺水的说法,指出山东省水资源短缺是区域社会经济发展与水资源开发利用失衡造成的发展型缺水,并选取一定指标,如:缺水率、地下水超采率、水资源开发利用强度等,建立了缺水类型定量评价指标体系,运用主成分分析和聚类分析法确定了山东省各地区的缺水类型,分析了水资源短缺的空间特征,以期为制定正确的水资源战略提供依据.图6,表3,参11.     

虚拟水理论及其在新疆的应用

虚拟水是解决水资源短缺问题和水资源安全问题的新概念,是指生产商品和服务所需要的水资源数量;虚拟水战略是指缺水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水密集型产品(粮食)来获得本地水和粮食的安全。引入虚拟水的概念,介绍虚拟水战略及虚拟水的计算方法,通过计算新疆1990~2004年间农产品单位质量虚拟水含量,为干旱地区解决水资源短缺问题提供新思路,并提出了应用虚拟水战略的前景和建议。图4,表1,参19。     

基于D-S证据理论的灰色定权聚类综合后评价方法

结合灰色定权聚类评估模型和D-S证据理论对项目综合后评价方法进行研究.应用差异信息序列熵理论,根据指标所蕴含信息量的多少确定聚类指标的权重;根据所得到的灰色定权聚类系数矩阵并把该矩阵经过适当转换, 把每一个聚类对象作为影响后评价结果的一条证据,考虑到证据推理中零绝对化问题存在的可能性, 给出了解决办法;利用Dempster合成法则, 得到了辨识框架中各子集的信度函数,根据信度函数最大值确定项目综合后评价的结果.可以充分利用定权聚类中所得到各聚类对象所属灰类的信息,减少了直接使用聚类系数最大化方法确定评价对象所属灰类造成的信息损失, 最后通过一个算例说明了该方法的实用性和有效性。     

基于水资源合作的水资源短缺区域水资源优化配置

为提高水资源短缺区域的水资源利用效率,实现区域水资源初始配置后的有效再配置,提出三阶段水资源短缺区域水资源优化配置方法：阶段1,利用高效的“优先规则”构建部门间水资源合作清晰联盟的用水收益支付函数,对联盟成员水资源共用、获益方式进行了合理刻画;阶段2,基于Choquet积分形式的模糊合作博弈、阶段1中的清晰联盟支付函数,构建部门间水资源模糊联盟支付函数;阶段3,基于上述成果,构建水资源短缺区域水资源优化配置模型,求解得到用水部门最优水资源合作联盟,并将求得的最优模糊联盟视为大联盟,通过求解其核仁解获得最优模糊联盟的收益分配。以京津冀区域水资源优化配置问题为例,算例结果表明：①基于Choquet积分形式模糊合作博弈的三阶段水资源优化配置模型能够最大化区域整体用水收益水平,实现水资源短缺区域中的水资源优化配置,并使区域中用水部门有机会分得更多的获益;②本文模型无需引入模糊Shapley值等分配方法作为约束条件即可求得最优联盟,模型不影响不同收益分配方法分配结果的有效性;③采用将最优模糊水资源合作联盟视为大联盟,并求联盟收益的核仁解的方法分配最优联盟收益,无论最优联盟的核心是否为空,都能保证联盟收益分配结果满足个体理性和集体理性要求,即能保证最优联盟中各成员不会“叛逃”最优联盟、联盟稳定存在,且保证获得的分配方案为确定分配值而非分配区间。即本问题中该分配方法优于Shapley值、模糊最小核、弱最小核方法。所构建的水资源短缺区域水资源优化配置模型及最优水资源合作联盟收益分配方法对水资源短缺区域的水资源优化配置问题有较好的适用性,能够为我国京津冀区域等水资源短缺区域的水资源优化配置工作提供参考。     

两阶段的贝叶斯模型选择与筛选试验分析

针对非正态响应的部分因子试验设计,当筛选试验所涉及的因子数目较大时,提出了一种两阶段的贝叶斯模型选择方法.首先,运用蒙特卡洛(MCMC)方法模拟广义线性模型各参数的后验分布,并根据各参数大于零或小于零的后验概率考察各变量的显著性,得到初始的当前模型与候选模型;其次,利用贝叶斯模型评估准则DIC对当前模型与候选模型进行逐步迭代优化,筛选出显著性因子,得到了具有最佳短期预测性能的模型;最后,实际的工业案例说明此方法能够有效处理非正态响应部分因子试验中显著性因子筛选问题.     

基于水资源合作的水资源短缺区域水资源优化配置

为提高水资源短缺区域的水资源利用效率,实现区域水资源初始配置后的有效再配置,提出三阶段水资源短缺区域水资源优化配置方法:阶段1,利用高效的"优先规则"构建部门间水资源合作清晰联盟的用水收益支付函数,对联盟成员水资源共用、获益方式进行了合理刻画;阶段2,基于Choquet积分形式的模糊合作博弈、阶段1中的清晰联盟支付函数,构建部门间水资源模糊联盟支付函数;阶段3,基于上述成果,构建水资源短缺区域水资源优化配置模型,求解得到用水部门最优水资源合作联盟,并将求得的最优模糊联盟视为大联盟,通过求解其核仁解获得最优模糊联盟的收益分配。以京津冀区域水资源优化配置问题为例,算例结果表明:(1)基于Choquet积分形式模糊合作博弈的三阶段水资源优化配置模型能够最大化区域整体用水收益水平,实现水资源短缺区域中的水资源优化配置,并使区域中用水部门有机会分得更多的获益;(2)本文模型无需引入模糊Shapley值等分配方法作为约束条件即可求得最优联盟,模型不影响不同收益分配方法分配结果的有效性;(3)采用将最优模糊水资源合作联盟视为大联盟,并求联盟收益的核仁解的方法分配最优联盟收益,无论最优联盟的核心是否为空,都能保证联盟收益分配结果满足个体理性和集体理性要求,即能保证最优联盟中各成员不会"叛逃"最优联盟、联盟稳定存在,且保证获得的分配方案为确定分配值而非分配区间。即本问题中该分配方法优于Shapley值、模糊最小核、弱最小核方法。所构建的水资源短缺区域水资源优化配置模型及最优水资源合作联盟收益分配方法对水资源短缺区域的水资源优化配置问题有较好的适用性,能够为我国京津冀区域等水资源短缺区域的水资源优化配置工作提供参考。     

时间因子对构造指数代理证券组合影响的实证分析

使用传统的聚类分析对股票市场进行分析时，往往忽视了时间因素。由于股票价格是与时间高度相关的数据，本文在聚类过程中引入指数形式和线性形式的时间因子，然后再应用CAPM模型对所选择的聚类股票进确定投资组合，发现引入合适的时间因子后聚类生成的投资组合能在短期内更好地跟踪深圳综合指数的波动，取得了满意的效果。     

期刊质量等级评价的主客观信息集成方法研究

针对期刊质量等级评价问题,为了克服当前评价方法单独依赖主观评价信息或客观信息的不足,提出了集成决策者主观评价信息与期刊客观信息的综合评价方法.决策者的主观评价信息表现为等级、等级区间或者等级集合的模糊集.期刊客观信息包含总被引频次、影响因子、即年指标等数值信息.通过规范化分别将主客观信息转化为基准等级集合的模糊集.通过建立优化模型求解主客观信息的权重,以进行两类信息的集成,并得出各期刊的综合评价.     

可拓集与可变集的相容性辨析及耦合评价方法

唯物论认为,客观实在不以人的意识为转移,因此对于同一实际问题,不同的评价方法应具有相容性和互补性,其评价结果趋于基本一致.以可拓集和可变集为例,从问题背景、研究方法和哲学底蕴三个方面进行研究,探讨了二者在理论层面上的相容性;分析可拓关联函数和可变对立差异函数的数值特征及内在联系,进而构建了一种基于可拓物元理论和对立差异函数的耦合评价模型黑龙江省13个地市的水资源承载力的应用对比研究表明,本文建立的模型与可拓学方法的评价结果基本一致,且与实际相符,从而验证了可变集和可拓集在应用层面的相容性.该模型将对立差异函数引入可拓学评价方法,不仅可以判定水资源承载力所处的等级,同时还能反映其相对于相邻等级的强弱程度,为深入揭示所研系统的特性,丰富其表达形式提供了支持.     

基于比例失效率退化模型的可靠性评估方法

针对不假定寿命分布类型的长寿命可靠性评估问题,提出一种不同于传统基于退化轨迹和退化量分布的退化数据可靠性评估方法。将时间视为类加速因子并作为协变量,通过引入比例风险模型来描述产品寿命与退化量失效率之间的关系,建立比例失效率退化模型;通过考虑分布簇之间的差异度来确定退化量分布类型,求出退化量基准失效函数及比例失效率系数;采用线性回归模型拟合出类加速模型参数估计,确定已知检测时刻下的退化量失效率函数,并外推产品在退化失效阈值下的寿命可靠度函数;结合实例分析,验证方法的实用性和有效性。     

基于灰色聚类的管网水质评价

管网水质可以视为一个灰色系统,运用灰色聚类方法可对管网水质进行评价。灰色聚类方法克服了传统的用单一值评价多因素多指标问题的弊病。以广州市管网水质为实例,对其管网水质进行评估。结果表明,灰色聚类方法可采用数量较少的样本对管网水质的等级进行评估,从而为各测点水质状况信息的获取提供了便利。