一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置的方法，包括：確定水資源優(yōu)化配置荷載均衡目標(biāo)、空間均衡目標(biāo)和時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)，據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定各目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)及行業(yè)供水保障率的閾值；利用各目標(biāo)函數(shù)建立外層為時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)、內(nèi)層為空間均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的函數(shù)的雙層水資源優(yōu)化模型；利用函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)及行業(yè)供水保障率的閾值，采用遺傳NSGA?IIS算法解模型，不斷交叉變異進(jìn)化生成全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解，直到收斂得到全局各時(shí)段協(xié)調(diào)的水資源優(yōu)化配置解。本發(fā)明采用雙層優(yōu)化算法進(jìn)行求解，使四種尺度融合與統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置，達(dá)到水資源的可持續(xù)科學(xué)利用的目的。
【專利說明】
一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及水資源優(yōu)化配置，具體涉及一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水資源合理調(diào)控和承載分析對(duì)于科學(xué)把握水資源開發(fā)利用狀態(tài)以及合理開發(fā)利 用水資源具有重要的作用，而水資源優(yōu)化配置是合理調(diào)控不同水源供水到不同用戶用水的 重要方法，水資源優(yōu)化配置是水資源配置的核心驅(qū)動(dòng)，是水資源合理調(diào)控的關(guān)鍵。
[0003] 傳統(tǒng)水資源優(yōu)化配置方案多針對(duì)多目標(biāo)(如供水、生態(tài)、環(huán)境等)進(jìn)行優(yōu)化，基本采 用對(duì)單一目標(biāo)、單時(shí)段或兩時(shí)段法進(jìn)行求解，無法解決空間上的水資源優(yōu)化和長(zhǎng)時(shí)段系列 的全局最優(yōu)問題，很難得到全局最優(yōu)和單時(shí)段協(xié)同較優(yōu)的水資源配置方案。如圖1所示的以 遺傳算法為基礎(chǔ)的水資源優(yōu)化配置方案，由于前一時(shí)段影響后一時(shí)段，導(dǎo)致無法得到全時(shí) 段最優(yōu)配置方案。
[0004] 針對(duì)上述問題，目前國(guó)內(nèi)、外提出時(shí)空均衡的水資源管理思想，其目的是在區(qū)域或 流域水資源開發(fā)利用過程中達(dá)到荷載均衡、空間均衡、時(shí)間均衡三個(gè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水資源的可 持續(xù)科學(xué)利用，但對(duì)于如何科學(xué)進(jìn)行時(shí)空均衡水資源配置，實(shí)現(xiàn)水資源開發(fā)利用的荷載均 衡、空間均衡和時(shí)間均衡，并沒有給出具體有效可行方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何科學(xué)進(jìn)行時(shí)空均衡水資源配置，實(shí)現(xiàn)水資源開 發(fā)利用的荷載均衡、空間均衡和時(shí)間均衡的問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種面向時(shí)空均衡的水 資源優(yōu)化配置的方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟S10、根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，確定水資源優(yōu)化配置荷載均衡目標(biāo)、空間均衡目標(biāo) 和時(shí)間均衡目標(biāo)三大目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定三大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)以及 行業(yè)供水保障率的閾值；
[0008] 步驟S20、利用三大目標(biāo)函數(shù)建立雙層水資源優(yōu)化模型，其中，該模型的外層為以 各個(gè)行業(yè)不同時(shí)段保障率高為目標(biāo)的時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)，內(nèi)層為以不同區(qū)域單元公平性最 優(yōu)為目標(biāo)的空間均衡目標(biāo)和以區(qū)域單元內(nèi)不同行業(yè)缺水率最小為目標(biāo)的荷載均衡目標(biāo)的 函數(shù)；
[0009] 步驟S30、利用三大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)以及行業(yè)供水保障率的閾值，采用 NSGA-IIS算法交叉、變異求解雙層水資源優(yōu)化模型，得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解；
[0010] 步驟S40、判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解是否達(dá)到全局各時(shí)段最優(yōu)，如果不是， 重復(fù)步驟S30;否則，輸出此時(shí)全局和各時(shí)段協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水資源優(yōu)化配置解。
[0011] 在上述方法中，行業(yè)供水保障率的閾值包括：
[0012] 生活的供水保障率閾值為(0.98，1 ];
[0013] 工業(yè)的供水保障率閾值為(0.95，1 ];
[0014] 農(nóng)業(yè)的供水保障率閾值為(0.6，1 ];
[0015]城市生態(tài)的供水保障率閾值為(0.8，1 ];
[0016]河道生態(tài)基流轉(zhuǎn)化供水保障率為100%，是強(qiáng)約束，在其他行業(yè)供水中優(yōu)先滿足。 [0017]在上述方法中，三大目標(biāo)函數(shù)分別為：
[0024]其中，L(xt)為時(shí)段荷載均衡目標(biāo)，S(xt)為時(shí)段空間均衡目標(biāo)，T(x)為時(shí)間均衡目 標(biāo)，qh為行業(yè)用戶權(quán)重系數(shù)，:?為時(shí)段區(qū)域單元u中行業(yè)用戶h的缺水率，覽^為區(qū)域單元u 中行業(yè)用戶h的缺水率均值，為區(qū)域單元u中行業(yè)用戶h在全部時(shí)段mt的缺水率均值，并 且1?、：、：12和滿足下列條件：修遂1?尨L 0彡Sobht彡1-Bh， 00迄；^玄l，h為區(qū)域行業(yè)用水戶類型，Bh為區(qū)域行業(yè)用戶h的最低用水 保證率，mh為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目，u為區(qū)域單元，mu為區(qū)域單元最大數(shù)目，t為 計(jì)算時(shí)段，mt為計(jì)算時(shí)段最大值。
[0025]在上述方法中，所述1^7滿足符合不同行業(yè)供水最低保證率要求。
[0026]在上述方法中，根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定三大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)以及行業(yè)供水 保障率的閾值包括：
[0027] 首先依據(jù)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，劃分區(qū)域行業(yè)類型，得到各類型行業(yè)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)H={H1， Η2,···,Ηη};
[0028] 再按照行業(yè)性質(zhì)，確定各個(gè)類型行業(yè)權(quán)重系數(shù)和行業(yè)供水保障率的閾值，行業(yè)供 水保障率取值范圍為(〇，1]。
[0029] 在上述方法中，步驟S30具體包括以下步驟：
[0030]步驟S31、以三大目標(biāo)函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)、行業(yè)權(quán)重系數(shù)以及行業(yè)供水保障率的閾值 為約束，在水資源優(yōu)化模型外層利用NSGA-IIS算法，交叉、變異得到不同時(shí)段不同行業(yè)供水 保證率理想目標(biāo)值Sobht;
[0031] 步驟S32、逐時(shí)段在水資源優(yōu)化模型內(nèi)層利用NSGA-IIS算法，以步驟S31得到的各 行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)為約束，通過遺傳計(jì)算的交叉、變異得到每個(gè)時(shí)段的空間均衡目 標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解；
[0032] 步驟S33、根據(jù)各時(shí)段的空間均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解和時(shí)間均衡目標(biāo) 函數(shù)，得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)值。
[0033]在上述方法中，三大目標(biāo)函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)包括區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目， 區(qū)域單元最大數(shù)目以及計(jì)算時(shí)段最大值。
[0034]在上述方法中，在步驟S40中，判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解是否達(dá)到全局各時(shí) 段最優(yōu)的原則為：
[0035]外層優(yōu)化配置全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)逼近各時(shí)段各行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)曲線， 且各時(shí)段供水保障率距平波動(dòng)最小。
[0036] 本發(fā)明充分考慮水資源配置的時(shí)間和空間尺度、以及單元和行業(yè)尺度，提出一種 面向時(shí)空均衡的有效可行水資源優(yōu)化配置方案，采用雙層優(yōu)化算法(NSGA-IIS)進(jìn)行求解， 外層用來解決不同行業(yè)各時(shí)段均衡目標(biāo)，內(nèi)層用來求解逐時(shí)段各個(gè)區(qū)域單元的空間均衡和 荷載均衡目標(biāo)，從而使四種尺度融合與統(tǒng)一，達(dá)到區(qū)域單元內(nèi)部負(fù)荷均衡、不同區(qū)域單元空 間均衡、不同時(shí)段的時(shí)間均衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置，達(dá)到水資源的可 持續(xù)科學(xué)利用的目的。
【附圖說明】
[0037] 圖1為傳統(tǒng)水資源優(yōu)化配置算法中以遺傳算法的求解算法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明中雙層優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明提供的一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置的方法的流程圖；
[0040] 圖4為本發(fā)明中雙層優(yōu)化算法采用NSGA-IIS算法求解的算法結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]實(shí)現(xiàn)時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置目標(biāo)實(shí)質(zhì)是合理解決供水側(cè)和需水側(cè)雙向協(xié)調(diào) 問題，根據(jù)大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理，將水資源優(yōu)化配置可以分解為若干時(shí)段和各時(shí)段內(nèi)的優(yōu) 化配置，如何協(xié)調(diào)逐時(shí)段的水資源配置和全時(shí)段水資源優(yōu)化供水是其重點(diǎn)，即所謂的全時(shí) 段全局優(yōu)化。
[0042]本發(fā)明考慮水資源配置的時(shí)間和空間尺度、以及單元和行業(yè)尺度，提出一種面向 時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置方案，采用雙層優(yōu)化算法(NSGA-IIS)進(jìn)行求解，如圖2所示，其 中，Min L(xt)為缺水率最小的時(shí)段荷載均衡目標(biāo);Min S(xt)為公平性最優(yōu)的時(shí)段空間均 衡目標(biāo);Max T(x)為行業(yè)全時(shí)段保障率高的時(shí)間均衡目標(biāo);Ti為計(jì)算時(shí)段，i取1，2,……m; Uj為區(qū)域單元，j取1，2,……η;外層用來解決不同行業(yè)各時(shí)段均衡目標(biāo)，內(nèi)層用來求解逐時(shí) 段各個(gè)區(qū)域單元的空間均衡和荷載均衡目標(biāo)，從而使四種尺度融合與統(tǒng)一，達(dá)到區(qū)域單元 內(nèi)部負(fù)荷均衡、不同區(qū)域單元空間均衡、不同時(shí)段的時(shí)間均衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)面向時(shí)空均衡的水 資源優(yōu)化配置。
[0043]下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。
[0044]如圖3所示，本發(fā)明提供了一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置的方法，包括以下 步驟：
[0045]步驟S10、根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，確定水資源優(yōu)化配置的三大目標(biāo)函數(shù):荷載均衡目 標(biāo)函數(shù)、空間均衡目標(biāo)函數(shù)和時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定三大目標(biāo)函數(shù)的行 業(yè)權(quán)重系數(shù)qh(-般生活、工業(yè)懲罰系數(shù)高一些，農(nóng)業(yè)和生態(tài)懲罰系數(shù)較低）以及行業(yè)供水 保障率Bh的閾值，一般情況下，生活供水保障率閾值為(0.98,1]、工業(yè)的供水保障率閾值為 (0.95，1 ]、農(nóng)業(yè)的供水保障率閾值為(0.6，1 ]、城市生態(tài)的供水保障率閾值為(0.8，1 ])、河 道生態(tài)基流轉(zhuǎn)化供水保障率為100%，其中，河道生態(tài)基流轉(zhuǎn)化是強(qiáng)約束，在其他行業(yè)供水 中需要優(yōu)先滿足，除非有些地方時(shí)間河道都干涸沒水了，所有行業(yè)供水都無法滿足了。 [0046]在本發(fā)明中，三大目標(biāo)函數(shù)分別為：
[0047] (1)荷載均衡目標(biāo)為缺水率最小，可得荷載均衡目標(biāo)函數(shù)為：
[0053] 其中，L(xt)為時(shí)段荷載均衡目標(biāo)，qh為行業(yè)用戶權(quán)重系數(shù)，義^為時(shí)段區(qū)域單元u 中行業(yè)用戶h的缺水率，Sobht為時(shí)段區(qū)域行業(yè)用戶h的供水脅迫目標(biāo)理想值，且滿足 0 為區(qū)域行業(yè)用水戶類型，Bh為區(qū)域行業(yè)用戶h的最低用水保 證率，mh為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目，u為區(qū)域單元，mu為區(qū)域單元最大數(shù)目，t為計(jì) 算時(shí)段。
[0054] (2)空間均衡目標(biāo)為公平性最優(yōu)，可得空間均衡目標(biāo)函數(shù)為：
[0060] 其中，S(xt)為時(shí)段空間均衡目標(biāo)，qh為行業(yè)用戶權(quán)重系數(shù)為區(qū)域單元u中行業(yè) 用戶h的缺水率，界；為區(qū)域單元u中行業(yè)用戶h的缺水率均值，且ClKfe S ? K % S： 1， h為區(qū)域行業(yè)用水戶類型，mh為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目，u為區(qū)域單元，mu為區(qū)域單 元最大數(shù)目，t為計(jì)算時(shí)段。
[0061] (3)時(shí)間均衡目標(biāo)為行業(yè)全時(shí)段保障率最高，可得時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)為：
[0067] 其中，T(x)為時(shí)間均衡目標(biāo)，qh為行業(yè)用戶權(quán)重系數(shù)，：1'&為區(qū)域單元u中行業(yè)用戶 h時(shí)段t的缺水率，為區(qū)域單元u中行業(yè)用戶h在全部時(shí)段mt的缺水率均值，且 0：l，h為區(qū)域行業(yè)用水戶類型，mh為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最 大數(shù)目，t為計(jì)算時(shí)段，mt為計(jì)算時(shí)段最大值。
[0068] 在上述各個(gè)目標(biāo)函數(shù)中，^應(yīng)滿足符合不同行業(yè)供水最低保證率要求。
[0069]本發(fā)明根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定三大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)qh以及行業(yè)供水保障率 Bh的閾值，首先依據(jù)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，劃分區(qū)域行業(yè)類型，得到各類型行業(yè)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)H = {HI，H2，…，Hn};再按照行業(yè)性質(zhì)，確定各個(gè)類型行業(yè)權(quán)重系數(shù)qh和行業(yè)供水保障率Bh的閾 值，行業(yè)供水保障率Bh取值范圍為(0，1 ]。
[0070] 步驟S20、利用荷載均衡目標(biāo)、空間均衡目標(biāo)和時(shí)間均衡目標(biāo)三大目標(biāo)函數(shù)建立雙 層NSGA-IIS算法水資源優(yōu)化模型，水資源優(yōu)化模型的外層為以各個(gè)行業(yè)不同時(shí)段保障率高 且穩(wěn)定為目標(biāo)的時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù);水資源優(yōu)化模型的內(nèi)層為以不同區(qū)域單元公平性最優(yōu) 為目標(biāo)的空間均衡目標(biāo)和以區(qū)域單元內(nèi)不同行業(yè)缺水率最小為目標(biāo)的荷載均衡目標(biāo)的函 數(shù)。
[0071] 步驟S30、利用三大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)qh以及行業(yè)供水保障率Bh的閾值，采 用遺傳NSGA-IIS算法交叉、變異求解雙層水資源優(yōu)化模型，得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解。 [0072]在本發(fā)明中，如圖4所示，步驟S30具體包括以下步驟：
[0073]步驟S31、以三大目標(biāo)函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)(mh、mu、mt值）、行業(yè)權(quán)重系數(shù)qh以及行業(yè)供 水保障率Bh的閾值為約束，在水資源優(yōu)化模型外層利用NSGA-IIS算法，交叉、變異得到不同 時(shí)段不同行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)值S 〇bht;
[0074] 步驟S32、逐時(shí)段在水資源優(yōu)化模型內(nèi)層利用NSGA-IIS算法，以步驟S31得到的該 時(shí)段各行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)為約束，通過交叉、變異等遺傳計(jì)算得到每個(gè)時(shí)段的空間 均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解；
[0075] 步驟S33、根據(jù)各時(shí)段的空間均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解(優(yōu)化配置解)和 時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)，得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)值。
[0076] 步驟S40、判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解是否達(dá)到全局各時(shí)段最優(yōu)，如果不是， 重復(fù)步驟S30,利用遺傳交叉、變異，不斷調(diào)整進(jìn)化生成全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解，直到收斂得 到全局和各時(shí)段協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水資源優(yōu)化配置解;否則，輸出此時(shí)全局和各時(shí)段協(xié)調(diào)統(tǒng)一的 水資源優(yōu)化配置解，這里采用了精英策略，通過對(duì)水資源系統(tǒng)實(shí)際的把握和經(jīng)驗(yàn)，制定最優(yōu) 原則，有效防止遺傳NSGA-IIS算法陷入漫無目的尋優(yōu)和局部尋優(yōu)的陷阱，加速求解過程。
[0077] 其中，判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解是否達(dá)到全局各時(shí)段最優(yōu)的原則為：外層 優(yōu)化配置全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)逼近各時(shí)段各行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)曲線，且各時(shí)段供水 保障率距平波動(dòng)最小。在全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解求解過程中，由于內(nèi)層優(yōu)化配置空間均衡 目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)是根據(jù)外層各時(shí)段各行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)曲線進(jìn)行響應(yīng)求得，而 外層優(yōu)化配置全時(shí)段空間均衡目標(biāo)又是根據(jù)內(nèi)層優(yōu)化配置求得，所以每次利用業(yè)供水保障 率的閾值交叉、變異能夠得到不同的各個(gè)時(shí)段不同行業(yè)供水保障率理想目標(biāo)值(遺傳NSGA-IIS算法交叉、變異的特性），內(nèi)層優(yōu)化配置空間均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)將不斷響應(yīng)各個(gè) 時(shí)段不同行業(yè)供水保障率理想目標(biāo)值，從而達(dá)到不斷調(diào)整進(jìn)化生成全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解 效果，直到找到符精英策略的全局各時(shí)段最優(yōu)，此時(shí)的內(nèi)、外層優(yōu)化配置可以保證了水資源 全時(shí)段全局最優(yōu)，因此為全局和各時(shí)段協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水資源優(yōu)化配置解。
[0078] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種面向時(shí)空均衡的水資源優(yōu)化配置的方法，其特征在于，包括W下步驟： 步驟S10、根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，確定水資源優(yōu)化配置荷載均衡目標(biāo)、空間均衡目標(biāo)和時(shí) 間均衡目標(biāo)Ξ大目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定Ξ大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)W及行業(yè) 供水保障率的闊值； 步驟S20、利用Ξ大目標(biāo)函數(shù)建立雙層水資源優(yōu)化模型，其中，該模型的外層為W各個(gè) 行業(yè)不同時(shí)段保障率高且穩(wěn)定為目標(biāo)的時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)，內(nèi)層為W不同區(qū)域單元公平性 最優(yōu)為目標(biāo)的空間均衡目標(biāo)和W區(qū)域單元內(nèi)不同行業(yè)缺水率最小為目標(biāo)的荷載均衡目標(biāo) 的函數(shù)； 步驟S30、利用Ξ大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán)重系數(shù)W及行業(yè)供水保障率的闊值，采用遺傳 NSGA-IIS算法交叉、變異求解雙層水資源優(yōu)化模型，得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解； 步驟S40、判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)解是否達(dá)到全局各時(shí)段最優(yōu)，如果不是，重復(fù) 步驟S30;否則，輸出此時(shí)全局和各時(shí)段協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水資源優(yōu)化配置解。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，行業(yè)供水保障率的闊值包括： 生活的供水保障率闊值為(0.98，1 ]; 工業(yè)的供水保障率闊值為(0.95，1 ]; 農(nóng)業(yè)的供水保障率闊值為(0.6，1 ]; 城市生態(tài)的供水保障率闊值為(0.8，1 ]; 河道生態(tài)基流轉(zhuǎn)化供水保障率為100%，是強(qiáng)約束，在其他行業(yè)供水中優(yōu)先滿足。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，Ξ大目標(biāo)函數(shù)分別為： 荷載均衡目標(biāo)函數(shù)為： V >:< 其中，L(xt)為時(shí)段荷載均衡目標(biāo)，S(xt)為時(shí)段空間均衡目標(biāo)，Τ(χ)為時(shí)間均衡目標(biāo)， 姐為行業(yè)用戶權(quán)重系數(shù)，^為時(shí)段區(qū)域單元U中行業(yè)用戶h的缺水率，：1露為區(qū)域單元U中 行業(yè)用戶h的缺水率均值，巧品為區(qū)域單元U中行業(yè)用戶h在全部時(shí)段mt的缺水率均值， Sobht為時(shí)段區(qū)域行業(yè)用戶h的供水脅迫目標(biāo)理想值，并且為每、Sobht、：^和:馬足下列 條件：ο送端送：l,o《s〇bht《i-Bh，0沒送至* ο茲巧品：絞l，h為區(qū)域行業(yè)用水戶 類型，Bh為區(qū)域行業(yè)用戶h的最低用水保證率，mh為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目，U為區(qū) 域單元，mu為區(qū)域單元最大數(shù)目，t為計(jì)算時(shí)段，mt為計(jì)算時(shí)段最大值。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述巧品滿足符合不同行業(yè)供水最低保證率 要求。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)行業(yè)性質(zhì)，確定Ξ大目標(biāo)函數(shù)的行業(yè)權(quán) 重系數(shù)W及行業(yè)供水保障率的闊值包括： 首先依據(jù)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，劃分區(qū)域行業(yè)類型，得到各類型行業(yè)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)H=化1， 肥， 再按照行業(yè)性質(zhì)，確定各個(gè)類型行業(yè)權(quán)重系數(shù)和行業(yè)供水保障率的闊值，行業(yè)供水保 障率取值范圍為(〇，1]。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S30具體包括W下步驟： 步驟S31、ΚΞ大目標(biāo)函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)、行業(yè)權(quán)重系數(shù)W及行業(yè)供水保障率的闊值為約 束，在水資源優(yōu)化模型外層利用遺傳 NSGA-IIS算法，交叉、變異得到不同時(shí)段不同行業(yè)供水 保證率理想目標(biāo)值Sobht; 步驟S32、逐時(shí)段在水資源優(yōu)化模型內(nèi)層利用NSGA-IIS算法，W步驟S31得到的各行業(yè) 供水保證率理想目標(biāo)為約束，通過遺傳計(jì)算的交叉、變異得到每個(gè)時(shí)段的空間均衡目標(biāo)和 荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解； 步驟S33、根據(jù)各時(shí)段的空間均衡目標(biāo)和荷載均衡目標(biāo)的最優(yōu)解和時(shí)間均衡目標(biāo)函數(shù)， 得到全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)值。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，Ξ大目標(biāo)函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)包括區(qū)域行業(yè)用水 戶類型的最大數(shù)目，區(qū)域單元最大數(shù)目W及計(jì)算時(shí)段最大值。8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟S40中，判斷當(dāng)前全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo) 解是否達(dá)到全局各時(shí)段最優(yōu)的原則為： 外層優(yōu)化配置全時(shí)段時(shí)間均衡目標(biāo)逼近各時(shí)段各行業(yè)供水保證率理想目標(biāo)曲線，且各 時(shí)段供水保障率距平波動(dòng)最小。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK106097163SQ201610751333
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月29日
【發(fā)明人】桑學(xué)鋒, 王建華, 周祖昊, 王浩, 翟正麗, 李海紅, 何凡, 陳娟
【申請(qǐng)人】中國(guó)水利水電科學(xué)研究院