蛾群算法与投影寻踪耦合模型在区域水资源脆弱性评价中的应用

提出一种新型群智能算法——蛾群算法(MSA)与投影寻踪(PP)技术耦合的水资源脆弱性评价模型,以云南省16个州市水资源脆弱性评价为例进行研究.从水量、水质、洪灾和旱灾4个方面遴选28个指标构建区域水资源脆弱性评价指标体系和分级标准;通过8个典型测试函数对MSA进行仿真验证,并与差分进化(DE)算法、文化算法(CA)、教学优化(TLBO)算法和粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行对比.利用MSA、DE、CA、TLBO和PSO算法优化PP最佳投影方向,构建MSA-PP、DE-PP、CA-PP、TLBO-PP和PSO-PP耦合模型对实例水资源脆弱性进行评价.结果表明:MSA寻优精度优于DE等4种算法,具有较好的全局极值寻优能力和收敛稳定性能,在求解高维、复杂优化问题时有着更高的求解精度;MSA-PP模型对昆明、玉溪、曲靖、楚雄4州市的水资源脆弱性评价为”轻度脆弱“,对怒江州、迪庆州评价为“重度脆弱”,其余州市评价为“中度脆弱”.MSA-PP模型对实例评价结果与TLBO-PP模型相同,但在排序上存在差异;与CA-PP、DEPP和PSO-PP模型的评价结果及排序上均存在差异,表明智能算法求解精度的高低决定了评价效果的优劣.本文提出的模型及验证方法具有通用性,可推广应用于其他领域.     

改进蝴蝶优化算法-投影寻踪模型在区域河长制考核评价中的应用

为科学考核评价区域河长制工作,构建改进蝴蝶优化算法(IBOA)-投影寻踪(PP)评价模型,以文山州2017年、2018年和2020年河长制考核评价为例进行实例研究.选取4个典型测试函数对IBOA进行仿真验证,并与基本蝴蝶优化算法(BOA)、鲸鱼优化算法(WOA)、布谷鸟搜索(CS)算法等8种算法的仿真结果进行对比.从水资源保护、水域岸线管理、水污染防治、水环境治理与水生态修复、执法监管5个方面遴选23个指标构建区域河长制考核评价指标体系和分级标准,在各分级标准阈值间采用随机内插的方法生成样本构建考核评价投影目标函数,利用IBOA-PP模型对实例各年度河长制进行考核评价.结果表明,IBOA寻优精度优于BOA、WOA、CS等8种算法,具有较好的收敛速度、极值寻优能力和跳出局部极值能力.IBOA-PP模型对实例2017年河长制考核评价结果为"不及格"、2018年评价为"及格",规划年2020年评价为"优秀".     

水循环算法-投影寻踪模型在水环境承载力评价中的应用——以文山州为例

利用4个典型测试函数对水循环算法(WCA)进行仿真验证,仿真结果与文化算法(CA)、布谷鸟搜索(CS)算法和粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行比较.从水资源、水污染、社会经济3个系统遴选12个指标构建区域水环境承载力评价指标体系,利用WCA优化PP模型最佳投影方向,提出WCA-PP水环境承载力动态评价模型,并构建CA-PP、CS-PP和PSO-PP模型作对比,以文山州2006~2015年水环境承载力动态评价为例进行实例验证.结果表明:无论是单峰还是多峰函数,WCA寻优精度与收敛稳定性均优于CA、CS和PSO算法,具有较好的收敛速度、求解精度和极值寻优能力;WCA优化PP模型获得的适应度值为1 248.202 6,均优于CA、CS和PSO算法.WCA-PP模型对实例2006~2011年水环境承载力评价为"基本可承载",2012~2015年评价为"可承载";水环境承载力随时间呈提升趋势,且提升趋势显著.WCA-PP模型对实例的评价及排序结果与CS-PP模型相同,与CA-PP模型在各年度排序上存在差异,与PSO-PP模型在评价及排序上均存在差异.实例验证了智能算法的优化性能决定了评价精度的高低.模型及验证方法具有实际应用价值,可为区域水环境承载力计算分析提供新的思路和方法.     

投影寻踪模型在建筑业综合评价中的应用

建筑业综合评价涉及众多评价指标,属于高维数据的处理问题。本文提出采用高维降维技术——投影寻踪评价模型,来解决高维数据空间向低维子空间的转化问题。避免了传统综合评价模型中需要人为确定各个评价指标权重系数的人为干扰性,建立了建筑业投影寻踪综合评价模型,使得评价结果更加科学、准确,为该方面研究提供了新的研究思路和方法。     

投影寻踪模型在国民经济综合评价中的应用

选择15个经济评价指标,利用2006年福建省统计年鉴数据建立投影寻踪模型,对福建省8个省辖市和一个计划单列市(厦门)的国民经济进行综合评价和分析.研究表明:应用改进单纯形法求解投影寻踪模型参数,对国民经济进行综合评价,方法可行,便于操作,具有较强的适用性和应用性.     

投影寻踪模型在生态系统健康评价中的应用

投影寻踪模型是把高维数据投影到低维空间,通过计算,以达到研究分析高维数据的目的,同时用之来分析和处理非线性、非正态高维数据的一种新型统计方法。该模型首次用于研究兰州市城市生态系统健康评价,对自然环境、经济、社会三个子系统从组织结构、恢复力、发展力、活力、服务功能五个要素中选取32个指标,经相关性分析后,选出17个指标进行健康评价。得出兰州市2004～2008年间城市生态系统健康程度呈上升趋势,但健康水平均处于亚健康状态。     

灰狼优化算法-投影寻踪模型在云南省水量分配中的应用

基于尊重现状和效率原则,选取水资源开发用率、总人口等11个指标构建云南省水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型.利用灰狼优化(GWO)算法搜寻PP模型最佳投影方向,构建GWO-PP水量分配模型对云南省16个州(市)水量进行分配.并通过4个典型测试函数对GWO算法进行仿真验证,仿真结果与文化算法(CA)、萤火虫算法(FA)和粒子群优化(PSO)算法进行对比.结果表明:GWO算法寻优效果优于CA、FA和PSO算法,具有收敛速度快、寻优精度高和全局寻优能力强等特点.GWO-PP模型水量分配结果较综合法水量分配结果更科学客观.模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水量分配提供新的途径和方法.     

区域水资源潜力综合评价的遗传投影寻踪方法

为解决单项水资源潜力评价指标评价结果的不相容问题,提高水资源潜力综合评价各层次的分辨力和评价模型的精度,采用大样本数据,利用投影寻踪、遗传算法、阶梯型曲线和水资源潜力评价标准,为水资源潜力综合评价提出了一种新的方法---遗传投影寻踪方法(GPPM).文中给出了实施GPPM的详细步骤,作为示例,对黄河中游关中地区水资源潜力进行了综合评价.结果表明,GPPM的评价结果可靠、直观、适用性强,不仅可以对水资源潜力进行综合评价,同时可以科学地确定评价指标的权重和对评价指标的合理性进行检验.GPPM可广泛应用于各种水资源的综合评价.     

投影寻踪模型在水污染控制规划中的应用

在水污染控制规划中,方案优选对于正确评价备选方案,使规划方案兼顾经济效益和环境效益的最佳平衡点具有重要意义。但方案优选涉及众多评价指标,且各指标量纲不尽相同及其权重较难确定等问题,目前常用的方法难以客观反映各指标数据所携带的数字信息;该文应用投影寻踪(PP)模型,建立水污染控制方案优选模型,并采用实码加速遗传算法来简化PP模型建模过程。为客观反映各指标的权重,构造新的投影指标函数,达到局部凝聚、整体分散的效果;实例计算表明,PP模型既可客观反映各指标的权重,又能正确评价各方案,具有有效性和通用性,可以适用于水污染控制规划管理中。     

基于加速遗传算法的投影寻踪评价模型在边坡稳定性评价中的应用

文章针对边坡稳定性评价的多因素问题,建立了基于加速遗传算法的投影寻踪评价模型,并给出了相应的算法和步骤.用加速遗传算法进行投影寻踪方法建模,可以优化投影寻踪方法的计算过程;实例表明该评价模型是有效可行的和通用的,可以应用于其他评价问题.     

粒子群投影寻踪算法在岩爆预测中的应用

对岩爆有影响的三项主要因子：洞室最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、脆性系数和弹性能量指数作为岩爆灾害预测的主要判别指标,通过粒子群优化算法和投影寻踪算法建立了相应的岩爆预测分析模型.该模型采用粒子群算法优化投影指标函数,确保了模型参数的准确性;同时利用逻辑斯谛曲线函数建立投影值与经验等级之间的非线性关系.研究表明,用粒子群投影寻踪回归模型进行岩爆预测,避免了传统预测方法由于主观原因造成的误差,预测精度较高.通过将所建模型应用到秦岭隧道和冬瓜山铜矿的岩爆预测中,得到与实际情况较符合的预测结果.     

基于投影寻踪的水资源脆弱性S型函数模型及其应用

针对传统脆弱性评价方法无法同时体现脆弱性的内涵及脆弱性与各影响要素间的相互作用机制,本文建立了基于投影寻踪的脆弱性S型函数模型体系.首先建立水资源脆弱性评价指标体系;其次是建立投影寻踪模型进行指标的降维处理;再次是建立水资源脆弱性S型函数模型;最后利用快速样本聚类对水资源脆弱性进行分类.针对泉州市2000~2012年的水资源脆弱性的实例研究,表明了模型的适用性.地下水超采比例、水资源开发利用率及人均水资源量是影响泉州市水资源脆弱性的敏感因子.2020年,在50%、75%及95%保证率下,泉州市水资源分别处于轻度脆弱、中等脆弱和极度脆弱水平;在空间分布上,鲤城区和石狮市的水资源处于极度脆弱水平,丰泽区、晋江市与惠安县的水资源处于强脆弱水平,泉港区的水资源处于中度脆弱水平,洛江区和南安市的水资源处于轻度脆弱水平,其它区县的水资源不脆弱.     

免疫进化的投影寻踪模型在文本分类中的应用

投影寻踪是通过寻找最能反映原高维数据的结构或特征的投影方向,把高维数据投影到低维子空间上,从而实现在低维空间上研究分析高维数据的目的.针对文本分类中维数灾难问题,采用投影寻踪模型,将高维的文本数据降到超低维.投影寻踪的关键是构造能够找到最佳投影方向的有效算法,本文根据免疫进化的思想提出了免疫进化的投影寻踪模型,该模型能...     

投影寻踪自回归模型在长江径流量预测中的应用

为准确预测长江径流量,引入投影寻踪自回归模型,用自相关分析技术确定预测因子,构造了新的投影指标函数,并用基于实数编码的加速遗传算法优化投影指标函数,建立了投影寻踪自回归流量预测模型.将该模型应用于长江径流量的预测,结果表明用该模型预测长江流量时序是可行和有效的.     

上海市公路网安全宏观评价投影寻踪模型

从道路交通安全系统工程的角度,构建了上海市公路网安全宏观评价指标体系．基于投影寻踪算法的基本原理和求解过程,建立了上海市公路网安全宏观评价模型．该模型能从待评样本寻求各评价指标的客观权重,更重要的是能通过增加主观约束条件,来体现决策者对某些评价指标的偏好,实现了评价指标的主、客观权重的综合考虑．采用实码加速遗传算法优化投影指标函数,求解最优投影向量,有效地解决了高维数据全局寻优的问题．     

基于免疫算法优化的投影寻踪水质评价模型

以地下水各聚类指标水质级别国家标准值为评价标准，建立投影寻踪技术模型，将评价模型运用于韩城矿区桑树坪煤矿水环境质量现状评价中，并与其它方法的结果进行比较．实例应用表明：投影寻踪技术用于水环境质量评价具有较好的客观性和实用性，亦可用于其它环境质量的综合评价．     

联系熵方法在水资源承载力评价中的应用

为准确描述联系熵的概念内涵和数学表达形式,反映联系熵的意义,采用联系数与信息熵、联系熵相结合分析的方法,提出了反映集对事件的内部不确定性状态和有序性发展的改进的联系熵,并通过安徽省水资源承载力评价实例与现有的联系熵计算方法进行对比分析,结果表明:改进的联系熵方法计算的各年份安徽省水资源承载力的等级评价结果与平均联系数评价、减法集对势、效应全偏联系数比较分析结果一致,相关系数非常接近1.0;改进的联系熵计算简便、适用性强、结果合理,可为集对事件的有序性发展提供新的判断方法。     

水资源配置决策的粒子群与投影寻踪耦合模型

水资源配置决策涉及资源、经济、社会、生态环境等目标,属高维、非线性、非正态的系统决策问题.为此,利用投影寻踪技术对此决策问题进行降维处理,并采用粒子群算法优化投影指标函数,建立了水资源配置决策的粒子群与投影寻踪耦合模型.该模型直接由样本数据驱动,通过最佳投影方向计算决策方案的最佳投影值,可达到在低维空间进行水资源配置决策的目的,且易于编程实现.南水北调中线河南省水资源配置决策应用结果表明,粒子群与投影寻踪耦合模型的决策结果比模糊优选模型的决策结果合理,且分散性大.     

投影寻踪动态聚类模型研究及其在洪灾评定中的应用

投影寻踪动态聚类模型是在投影寻踪聚类模型基础上发展起来的一种改进模型,该模型在消除原模型中密度窗宽确定的人为任意性的同时,把寻优过程和聚类结果有机地联系起来,具有稳定性好、客观性强以及分类结果明确等特点．洪水灾情的评定结果表明,投影寻踪动态聚类模型不仅能更好地实现投影寻踪的建模思想,取得令人满意的实际应用效果,也为同类问题的解决提供了一种新途径．