用多目标遗传算法优化设计水库分期汛限水位

水库分期汛限水位利用洪水的季节性规律,可在不降低水库防洪标准的前提下,显著提高水库兴利效益.论述了优化设计分期汛限水位的必要性、基于模拟调度优化设计分期汛限水位的可行性.以防洪、发电、航运等多目标来评价分期汛限水位方案,以不降低水库防洪能力为约束条件,建立了优化设计模型.对简单遗传算法进行了多目标评价、引入共享函数、线性变换适应度函数、优解保持策略、重新洗牌等改进,建立了一种改进的多目标遗传算法,用以优化设计分期汛限水位方案.以三峡水库为研究背景,采用混合编码方法描述分期汛限水位方案,利用1882~2003年宜昌站汛期的实测日流量资料进行模拟优化,得出了较优的分期汛限水位方案.计算结果表明,分期汛限水位优化设计能权衡防洪与兴利之间的关系,在满足防洪要求的前提下,显著提高水库兴利效益.     

经济时序动力系统的分形及混沌特性研究

给出根据经济时序动力系统实测数据分形及混沌特性分维数的概率统计估计,算法的误差分析,相关参数对分维数计算影响程度的分析,计算中所取点数与分维数之间的的研究与计算机程序,并建议分维数、嵌入维数及计算点数的选出方法,算例表明本文建议的方法是有效的。     

基于知识元的非常规突发洪水事件演化风险研究

为解决非常规突发洪水事件风险分析中所存在的多因素高维数据与小样本数据信息不完备问题,将非常规突发洪水事件系统进行粒度分解,在知识元层建立基于投影寻踪及信息扩散的非常规突发洪水事件演化风险分析模型.利用知识元理论,将事件间的演化风险转变为事件所处情境内承灾载体状态属性变化引发输出属性变化的风险.根据承灾载体知识元内部状态属性阀值建立后续事件演化规则,利用投影寻踪方法与信息扩散理论,将监测样本所包含风险信息扩散到输出属性的风险指标论域控制点,计算事件演化概率分布,确定非常规突发洪水事件演化风险.以桃曲坡水库为例,在上游发生暴雨的情景下,计算水库水位上升向漫坝事件演化风险.实例分析结果表明,该演化风险分析模型能够根据风险等级标准和少量监测数据,对非常规突发事件风险概率分布进行动态定量分析与评估,帮助应急决策者实时掌握事件发展状况,及时做出应急响应,减少次生事件所造成的损失.     

小波分频技术和混沌时间序列在国际石油价格预测中的应用

提供了一种小波分频技术结合Volterra自适应滤波器的预测石油价格趋势的方法,先对原始的石 油价格时间序列进行小波分频分析,将分解后的各层尺度系数和细节系数重构各层的时间序列, 然后分别计算各层时间序列的最佳延迟时间和嵌入维数来重构相空间,最终用Volterra自适应滤波器法预测各层时间序列, 重构成预测油价.实验证明该方法比直接混沌时间序列全局预测和一阶局域预测的精度更高,可预测范围更大.     

一类具有分形和小世界特性的网络图

提出一类具有分形和小世界特性的网络图.利用数学归纳的方法计算出了网络图的集聚系数,平均最短路径和网络图的直径,证明了网络图的小世界特性.用盒维数和豪斯道夫维数来衡量网络图的分形性,得到其维数均为1.585.最后对网络图的构造方法作了进一步地拓展,并给出了拓展的网络图的相关拓扑特性的表达式,并认为其和原来的网络图可归结为一类具有分形和小世界特性的网络图.     

梯级水库联合运行水位控制方式研究

梯级水库联合运行的水库水位控制方式是充分发挥梯级水库综合经济效益的重要课题,尤其是对具有较强调节能力的大型梯级水库,联合运行的梯级水库蓄水水位,消落水位控制方式的合理性和有效性决定了梯级电站综合效益的好坏.本文以雅砻江下游梯级水库为例,建立了梯级水库群优化调度模型,提出并采用二重逐步优化计算方法,探讨了蓄水起始时间,最低运行水位的确定等水位控制方式中的两个关键性问题,并以该成果为基础,得到了不同来水频率下的优化水库水位控制方式,所得结论可为雅砻江下游梯级水库实际运行中调度方案的制定提供参考.     

自适应局部线性化法预测混沌时间序列

提出一种基于奇异值分解最小二乘法的自适应局部线性化预测方法.它要求数据矩阵的条件数不大于给定阈值,并据此自适应地确定当前相空间的维数,然后根据新的嵌入维数重构数据矩阵,进行模型的参数估计和计算当前预测值.实验结果说明所提方法精度高且稳健.特别是当嵌入维数接近最邻近向量的数目时,其性能显著优于普通局部线性化方法.     

基于矩估计灰靶模型的梯级水电站负荷调整方案综合评价

为实现梯级水电站负荷调整方案优选目的,围绕适用于负荷调整的评价指标体系和评价模型开展研究.首先,从安全性和经济性两方面,提出了发电风险率、负荷变动风险率、水位越限风险率、出力不足风险率、风险机会损失、发电效益等负荷调整过程中的重点关注指标,并给出了指标计算方法;然后,在传统灰靶模型基础上,采用基于矩估计法的组合权重集成技术确定各指标的最优组合权重,并引入马氏距离弥补其忽略指标相关性的不足,定义"灰靶环数"改善其排序结果不明显的弱点,由此建立了基于矩估计赋权的灰靶模型;最后,在雅砻江流域锦官电源组梯级水电站负荷调整方案评价中验证了所建指标体系的合理性和评价模型的有效性,为决策者合理可靠地实施负荷调整提供了技术支撑.     

风暴潮洪水淹没计算模型研究

在水文学原理和GIS的基础上,考虑了洪水淹没的两种形式:工程条件下的溃堤式淹没和无工程条件下的漫滩式淹没。针对以上两种淹没形式,分别建立了进水量计算模型和洪水淹没演进模型。淹没演进模型的构建以地形概化为基础,根据上海市沿海区域下垫面特性和堤防、道路等线状阻水建筑物的分布,以及地势等因素将地形划分为地理单元和计算单元。地理单元控制淹没水流流向,计算单元辅助计算淹没水量和水位。模型较为出色地体现了地形地貌对洪水淹没的关键影响作用,为洪水风险图制作研究提供了新方法。     

极值理论(EVT)方法用于受险价值(VaR)计算的实证比较与分析

讨论了根据极值理论 ( EVT)计算受险价值 ( Va R)的两类不同的方法 :基于矩估计的“两次子样试算法”和极大似然估计法 ,并给出了各自理论推导过程和计算步骤 .同时 ,把这两类方法与正态分布和经验分布的结果进行了比较 .应用四种汇率历史数据进行的实证计算表明 ,在极端条件下 ,用极值理论方法估计 Va R具有很高的准确性 ,而矩估计法的结果又优于极大似然估计法 .     

Application of Wavelet Fractal Dimension Estimation in Dividing Flood Stages for Three Gorges Reservoir

Limit water level control improves water resources utilization efficiency without reducing flood control standard, while the premise is to divide the discharge series into a number of different flood stages. Db4 is selected as wavelet base, based on Mallat algorithm, put forward the model of wavelet dimension estimation method and calculated the fractal dimension of floods at the Yichang station, got the flood periods of Three Gorges reservoir. The results indicate that the method of wavelet dimension estimation can obtain the same result as traditional methods, and it has the merit of simplicity and stability. As a feasible and effective tool, the wavelet dimension estimation method is recommended in the applications of dividing flood periods.     

基于分形特征的我国干旱灾害小波分析

小波分析可用于揭示旱灾时序数据的演变规律,这对其早期预警具有重要意义.利用我国近60年的的旱灾成灾率时序数据,在 探讨其分形及小波特征基础上,利用Mallat算法进行了多分辨小波分解与重构.结果显示:中国旱灾时序数据存在分形特征,其 最小嵌入维为6; 6层小波分解与重构能够清晰揭示其时序变化的多个周期,其中30-35年(中心32年)周期上能量密度最大.研究证明: 1)分维计算中的最小嵌入维作为小波分解的最大有效分解层数可行,通过对旱灾成灾率时序数据的分析也证实了该猜想,这拓展了分形 计算的应用. 2)我国旱灾成灾率受6个实质性状态变量驱动,具有多周期特征.目前仍处于旱灾成灾率的增长期.     

金融时间序列分形维估计的小波方法

讨论了金融时间序列的性质,通过实际数据说明,金融时间序列具有两个重要特性——统计自相似性和非平稳性.利用正交小波变换的方法,给出了其分形维的估计方法.最后,实证分析了国内金融市场,并应用此方法分别得出了上证综合指数序列过程和深证成分指数序列过程的分形维.     

水污染扩散模拟三维可视化研究

分析了基于二维图像的水污染模型计算结果可视化不足--脱离地形地貌环境、缺乏空间定位信息,提出基于虚拟现实的水污染扩散模拟三维可视化方法,讨论了数据组织与压缩、仿真模型与可视化一体化集成、查询统计等关键技术,对长江三峡库区万州段污染物迁移转化过程进行了动态模拟.结论表明,该方法形象直观地展现了水污染扩散推进三维效果,为检验污染模型的准确性提供了参考和依据,也为水环境综合整治与管理走向定量化、科学化提供了一种崭新的思路和可靠的技术支持.     

基于小波消噪的混沌多元回归日径流预测模型

基于小波消噪理论对水文序列中的噪声进行了处理,然后利用混沌理论中的相空间重构技术计算出饱和嵌入维数作为多元回归模型的可控变量个数,将小波、混沌和多元回归方法结合起来对日径流进行了预测。与消噪前相比,消噪处理后建立的模型预测精度有了明显提高：预测合格率提高8%,平均绝对百分比误差为9.53%。因此在对水文时间序列进行混沌分析和预测之前,对其进行小波消噪是完全必要的。     

三峡工程对洪湖地区地下水动态和土壤潜育的影响

土壤潜育化沼泽化对于长江水位变化的响应是通过地下水位变化间接实现的,因而直接研究三峡工程对土壤潜育化的影响比较困难。首先通过建立长江与地下水位之间的定量关系模型,阐述了长江月均水位每上升或下降0．5m、1m、1．5m、2m所导致的地下水月均水位的变化。引用地下水位相对变幅,建立其与距离的线性关系,计算得长江对研究区域地下水有明显影响的距离为21kin,影响最远可达27kin。然后通过土柱模拟实验研究了洪湖地区地下水位与土壤潜育化指标的关系,结果表明地下水位变化对各土层的潜育化指标均有显著影响。最后,结合遥感影像,描述了三峡水库蓄水后土壤潜沼化的演变及趋势,为该地区农业生产发展提供了有意义的借鉴。图3,表3,参12。     

水库正常蓄水位选择中的多目标模糊决策方法

就三峡水利枢纽正常蓄水位的决策问题, 采用模糊决策方法对其进行了详细的分析． 通过对四个方案的对比研究, 决定了最优方案． 模糊决策在水利行业的应用, 将使工程技术指标的选择更加科学化, 更趋向于合理, 使水利工程创造出更大的经济效益．     

耦合航运要求的三峡-葛洲坝梯级水电站短期调度快速优化决策

考虑航运和短期电力调度需求, 进行三峡-葛洲坝梯级水电站短期调度快速优化决策研究. 以航运保证率、库水位符合率和平均坝前水位为决策指标, 提出航运条件的评价方法和短期调度快速优化决策策略. 结果表明: 在确定三峡电站日运行方案下, 所提策略可以快速得出可行和最优的三峡-葛洲坝梯级水电站联合运行方案. 最优方案不仅符合航运要求, 而且可以提高三峡-葛洲坝梯级水电站的日发电量, 达到同步实现改善航运和优化电力调度的双重目标.     

一种基于趋势分形维数的股指时间序列相似性分析方法

为了提高股指时间序列相似性分析的准确性, 提出趋势分形维数的概念, 并基于此定义了相似性分析方法. 趋势分形维数包含阳线维和阴线维, 能更好地反映市场跌涨变化趋势, 基于该维数的相似性度量方法能够提高相似性度量的准确性. 通过与其他两种相似性度量方法对比, 进一步说明该方法的优越性.