基于总量控制的流域允许取水量与允许排污量统一分配模型

为落实初始水权分配方案,实现允许取水量与允许排污量的统一分配,建立了以初始水权为允许取水量总量控制目标、水量分配仿真模型与纳污能力计算模型相耦合的流域允许取水量与允许排污量统一分配模型;针对模型的复杂性,提出了一套显著提高分配方案可操作性与求解效率的水库群优化调控新技术,该技术综合了系统仿真、轮库迭代与智能计算方法.以北江流域为背景,阐释了模型的建立、求解和应用过程;绘制了大型水库优化调度图,获得了流域水资源系统的长期运行策略,给出了任意年型允许取水量与允许排污量分配方案以及跨行政区断面流量过程,分析了模型的有效性和分配方案的合理性.     

水资源系统评价新方法——集对评价法

基于集对原理提出了水资源系统评价新方法——集对评价法．系统地给出了集对评价法的基本思路和步骤．该方法考虑了等级标准边界的模糊性,避免了直接确定联系度中的差异不确定（分量）系数．该方法概念清晰,结构简单,计算简洁,易操作．以水资源可持续利用协调能力评价和区域地下水资源承载力评价为例,探讨了集对评价法在水资源系统评价中的应用．研究表明,集对评价法的评价结果可靠,是行之有效的方法．     

高混凝土坝空间变形预警指标研究

针对高混凝土坝空间变形预警能力的不足,提出了能度量高混凝土坝整体变形性态的合理表达式,在此基础上,拟定了空间场整体变形熵预警指标.首先,用概率法定义了各变形监测点的有序度和无序度.然后,用投影追踪法研究了各空间测点的权重分布.之后,根据空间场协同有序演变的特点,应用各测点的有序度序列值和权重分布值,构建了能描述混凝土坝整体有序性的空间场整体变形熵表达式.最后,根据计算得到的变形熵序列值,应用小概率法计算了变形熵预警指标.实例分析表明,大坝整体变形熵的变化规律与环境量及挠曲线变化规律相吻合,说明变形熵的表达式是合理的,同时,变形熵预警指标的拟定将有助于提高高混凝土坝的预警能力和安全管理水平.     

对耗散结构中熵的探讨

经典耗散结构对其有序的分析虽然误用了热力学第二定律和无序度的熵,但这掩盖不了耗散结构本身的价值。耗散结构的有序是耗散结构在形成过程中各因子之间形成的相互联系,它是一个宏观整体的概念,反映了系统内部的联系程度,与无序度熵有着本质的区别。对于系统内的桌一粒子、要素、子系统来说是并无有序的概念可言。耗散结构中熵的实质是宏观有序和能量转换,体现的是热力学第一定律。热力学第二定律的使用前提是孤立系统,耗散结构中并不存在孤立的内部系统,无序度熵的引入,严重误导了对熵的本质理解。不能用封闭的、静态的、机械的、线性的观点看待开放的、动态的、有机的、非线性的物理过程。探讨熵的实质。对科学研究的方法和思维有重要意义。     

区域目标ET的理论与计算方法：应用实例

目标ET是指在一个特定发展阶段的流域或区域内,以其水资源条件为基础,以生态环境良性循环为约束,满足经济持续向好发展与和谐社会建设要求的可消耗水量.基于目标ET的水资源配置用耗水量代替需水量,突出了资源节水理念,是未来水资源管理的发展趋势.本文采用先分项、再综合、后评估的方法计算了天津市2010水平年的目标ET.分项目标ET包括不可控ET和可控ET,不可控ET利用分布式水文模型和遥感监测模型互为校验得到;可控ET主要包括灌溉耕地ET和居工地ET,灌溉耕地ET利用土壤墒情模型和蒸散发模型计算,居工地的工业生活用水ET通过定额和耗水率计算.论文根据不同的水资源条件组合,设置了八套计算方案,分别计算了各种方案的目标ET,并对计算结果进行了评估,给出了推荐方案.     

有效能消耗系数及其与熵产数和耗散数的比较

提出用不可逆过程的有效能消耗系数表征不可逆过程的不可逆度,建立了不可逆度与热力系统的热效率和热泵系统的性能系数关系式.举例与熵产率、熵产数、耗散率及耗散数进行了比较.结果表明对于不考虑功量消耗的不可逆过程,有效能消耗系数、耗散数和修正熵产数,都能表示过程的不可逆性,三者的趋势相同,而采用Bejan定义的熵产数则出现"熵产悖论",同时有效能消耗系数的倒数可作为传热过程的传热效率.因此,有效能消耗系数适用于表征热/功转换、功/热转换、热输运各环节的不可逆度,更具有普适性.     

信息系统功能增强的多活性代理方法研究

本文在现有多活性代理复杂信息系统理论及其方法的研究基础上,进一步阐述了多活性代理理论体系的基本概念、活性代理的内涵;提出了活性度的概念、特性以及表征;基于活性度的研究,讨论了通过代理活性保持、协商协调增强信息系统的活性方法.首先,从组成复杂信息系统的集合、空间等概念出发,明确了多活性代理复杂信息系统理论体系所涉及的基本概念,以及这些基本概念之间的关系;其次,根据复杂信息系统功能层次上特点与活性自组织机理,提出了代理活性度的概念,并详细探讨了代理活性度的特性、表征及应用实例;同时,从活性的丧失、感知、调整以及判断决策等几个方面给出了多活性代理复杂信息系统活性保持策略;最后,本文详细探讨了多活性代理功能保持的协商协调机理、方法.上述研究成果进一步完善了多活性代理理论体系,并初步给出了代理活性和系统活性的定量表征表示方法,为进一步开展多活性代理复杂信息系统的理论和应用研究奠定了基础.     

黄河下游洪水输沙效率及其调控

针对黄河下游洪水输沙的复杂性,根据1980～1998年实测洪水资料,以花园口-高村河段为例,建立了洪水输沙用水的人工神经网络模型.在此基础上,以提高洪水输沙用水效率为目标,根据控制原理对洪水输沙过程调控进行了模拟与仿真.根据洪水输沙的实际情况,系统设计中采用了开环控制和反馈控制两种不同的控制结构.开环控制系统中,对不同含沙量条件下洪水平均流量对输沙用水量的控制过程做了数值模拟;结果表明该河段流量对输沙用水量的调控作用明显受到含沙量的影响,当含沙量小于20kg/m3时,流量对输沙用水量减小有很好的调控作用.反馈控制系统中,对给定控制目标下河段入口断面含沙量和流量对输沙用水量的调节过程分别进行了仿真;结果表明如果设定合理的控制目标,花园口-高村河段洪水输沙过程可通过入口断面的含沙量和流量进行调控.最后,根据上述方法,对黄河下游其他河段洪水输沙进行了模拟与仿真.根据综合分析,黄河下游花园口以下河段水流含沙量为20 kg/m3时,适宜的调控流量范围是2390～2900 m3/s.     

极大熵聚类算法及其全局收敛性分析*

借助极大熵原理构造了一致逼近目标函数的一簇可微的熵函数,由此利用最优化理论导出了一种新的聚类算法. 该算法是硬C均值算法的一种软的推广格式,具有全局收敛性,最后讨论了该算法同其他著名聚类算法的关系.     

铁基有序合金的结构转变对塑性行为的影响

以存在二级有序转变的铁基固溶体为背景,分析了有序结构中对位错组态、位错内反相畴界结构、部分位错滑移行为等对固溶体塑性影响的机制.以变形引起结构无序化为基础,阐述了有序固溶体变形软化和退火硬化的原理.分析认为,以适当合金化的方式降低反相畴界能、或将高温无序状态保留到低温都可以提高部分位错独立滑移的能力,进而明显提高固溶体的低温塑性.相关机制也可用于提高其他金属基有序固溶体的低温塑性.     

BCC Nb-Mo合金系DO_3-和B2-型有序和无序合金性质的研究

本文依据系统合金科学的思想,推导了适合BCC体系的二元合金相互作用方程,然后根据Nb-Mo合金系中特征原子和特征晶体序列的基本信息及特征原子浓度,计算了DO3-Nb3Mo型,B2-NbMo型和DO3-NbMo3型有序合金和无序合金的性质,趋近计量比时有序合金比无序合金的性质变化大,偏离计量比时性质变化小,主要是由于有序度在计量成分时最大,偏离计量成分开始线性下降,反之,原子之间成键电子增多,近自由电子减少,键距缩短,晶体结合更紧密.     

水资源可再生能力综合评价的多目标决策理想区间法

采用主、客观相结合的赋权基点法,以全局收敛的格雷码加速遗传算法为工具来确定权重,并对多目标决策理想点法进行改进,把评价标准处理成理想区间的形式,提出了一种新的评价方法——多目标决策理想区间法(MODMIIM).MODMIIM既融入了专家的主观意见,又避免了各分目标之间的比较,评分,解决了在多指标决策中出现的相容或不相容评价指标权重确定较为困难的问题,得到的最佳评价权重比较符合实际.文中介绍了MODMIIM的原理,给出了它的构成方法.并用MODMIIM对黄河流域9个行政分区的水资源可再生能力进行了综合评价,总的结论为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱.MODMIIM与灰关联分析方法、模糊综合评判方法和遗传投影寻踪方法相比,可操作性强;与多目标决策.理想点法相比,可靠性、适用性强,MODMIlM可广泛应用于各种水资源综合评价问题中.     

洪水资源利用综合效益动态连续模糊评价案例研究

吉林省白城市2002～2007年洪水资源利用实践为研究背景和实例,基于熵值权向量和多目标多级模糊优选理论,构建了洪水资源利用综合效益评价的多层次半结构性指标体系及动态连续评价模型.以2002年为对比基准年,采用了2种权重进行综合评价,分析评价结果可知洪水资源利用量和其产生的效益、综合评价值和对比增量之间存在着密切的正相关关系.在连续评价的6年中,2003年综合效益最优,其产生的效益评价增量为82.8%,最差的为2004年,其增量为18.2%.不仅对每年洪水资源利用效益进行了综合评价和等级确定,而且对6年进行了连续评价和前后增量对比,实现了评价的延续性和准确性.分析认为,洪水资源利用的经济、生态环境效益突出,社会效益也十分显著,加大利用量可以提高综合效益,并会对该区域的可持续发展起到积极的推动作用,同时动态连续评价的实现为进一步开发利用洪水资源提供了坚实的理论基础和技术支撑.     

Al-Ni非晶合金的原子堆垛结构及密度的第一性原理分子动力学模拟

在Al基非晶合金中，Al-Ni系的非晶形成能力（GFA）相比其他系列较佳，但是目前对Al—Ni二元合金系的原子排列、玻璃转变和堆垛密度与成分之间的内在联系，至今还未形成系统的认识．本文利用第一性原理分子动力学（AIMD）模拟方法对AlxNi100-x（x=80，83，85，86，87，90）二元非晶合金的原子堆垛结构和密度进行了研究．双体分布函数和Voronoi多面体分析表明，在该非晶合金系中存在明显的拓扑和化学短程有序，拓扑短程序主要是由以Al原子为中心的类似二十面体结构和以Ni原子为中心的三棱体覆盖三个半八面体（TTP）结构组成．在该合金系非晶中A-与Ni原子间存在强烈的化学交互作用，Al—Ni原子对键长小于原子半径和，化学有序随着Ni含量的增加呈现增加的趋势．AIMD计算结果表明，当x=85时，合金的堆垛密度出现了峰值，偏离了直线规律．综合结构特征和密度特征，从理论上推断，当Al含量为84％～86％时，合金的非晶形成能力较好，可以推广至多元合金体系．     

知识表达的分维度量理论

对定量分析、研究知识表达进行了尝试，从分维认识论角度出发，结合分维理论，使用信息论中的信息度量原理和方法，对知识表达的信息量、熵等一系列信息度量特征进行了研究，进而对知识表达的最大熵原理、熵增原理进行了探讨。     

基于云理论的径流不确定性推理模型研究

针对中长期径流预报中存在许多不确定性因素,本文引入云理论构建径流预报的不确定性推理模型（UR）.首先,该模型应用最大方差方法（MaxVar）对径流序列进行硬性分级,用级别概念表示径流分级区间,以期望（Ex）、熵（En）以及超熵（He）构成的云隶属函数描述径流级别概念的模糊性和随机性,实现分级区间软化,然后将径流量值进行属性转化,以此建立定性推理规则集,运用云算法进行径流不确定推理预报,成功实现径流序列不确定性传递;其次,对径流分级过程中超熵（He）参数确定进行了初探,对推理随机性输出结果进行统计分析,给出相应显著水平下的预报区间;最后,将该模型应用于南方某水库入库月径流预报中,并与广泛应用的最小二乘支持向量机（LSSVM）和ARMA模型进行比较分析,本文模型不仅具有较高的预报精度,而且能够进行区间预报,实例验证说明了模型的有效性和实用性.     

模糊综合评判法在城市交叉口综合质量评价中的应用

为了全面评价城市交叉口综合质量,选择了交叉口混合交通运行状态评价指标,并通过指标隶属度函数研究建立了相应的模糊综合评判模型.结合实例对其综合运行质量进行了评价分析和聚类排序,从而为评估城市交通拥堵、制定相应的交通管理和控制策略提供了一种有效的定量分析方法.     

水库汛限水位动态控制方案优选方法研究

水库汛限水位动态控制方案的优选在水库调度中具有非常重要的作用,选择满意的汛限水位能够在保证防洪安全的前提下达到充分利用洪水资源的目的.目前,方案优选的方法很多,本文首次把模糊信息熵物元评价法应用于汛限水位动态控制方案优选中.此方法先构造各类复合物元,其次建立评价模型,最后按模糊信息熵大小排序,选出满意方案.在确定权重时,采用了基于博弈论的组合赋权法,将经验和数学权重组合,消除了单一权重法的片面性.最后,以碧流河水库汛限水位动态控制方案优选为例,采用该方法进行优选,优选结果与模糊优选模型的结果一致,验证了其可行性.     

水库群联合优化调度知识规则降维方法

水库通常肩负发电、防洪、生态、航运等多重任务,需要在建模过程中均衡考虑水利、电力、环保等相关主体的利益诉求,使得水库群在开展联合优化调度时面临数目众多、形式各异的约束条件.在各项约束的传递、交织、耦合等综合作用下,可行搜索空间大幅缩窄并呈现出复杂的时空关联特征,加剧了水库群优化调度的建模求解难度.为此,从数学集合运算理论出发,提出了集成水库群优化调度多重复杂运行约束的知识规则降维方法:根据实际问题对单一水库开展单阶段、两阶段和多阶段可行域辨识操作,通过各水库的有机协调来动态生成水库群系统的可行决策空间,规避非可行解的无效计算,提高方法的计算效率与寻优性能.工程实例表明,所提方法能有效降低水电调度建模计算测度,切实保障传统算法所得结果的可行性与可用性.     

极大熵聚类算法的收敛性定理证明

有关极大熵聚类算法收敛性的研究是理论研究的一个热点问题,有的学者认为迭代序列的极限点有可能不是目标函数的严格局部极值点.针对这个问题,文中用科学计算软件对相关文献中给出的例子进行了实验,说明该例子并不能否定极大熵聚类算法收敛性定理.最后,从理论上给出了极大熵聚类算法收敛性定理的一个证明.