文档介绍：河海大学
博士学位论文
基于系统演化算法的水资源多Agent系统建模仿真研究
姓名:牛文娟
申请学位级别:博士
专业:技术经济及管理
指导教师:王慧敏
20070601
摘要本文深化复杂适应系统理论在水资源系统研究中的应用,综合运用复杂性科学、水资源优化配置、人工智能、计算机仿真等学科的相关理论和方法,结合我国南水北调东线水资源系统的实际,从理论分析和技术实现的角度对水资源复杂理论对水资源系统进行解析,确定了水资源复杂适应系统研究的基本方法,建立资源多低车恼迥P停饕?悸侨绾谓ǖ进行组织和协调,实现水资源多低车幕谝糯惴ǖ娜阊莼呕P汀4游⒐鄹鎏逍形S呕级、微观个体交互作用级和宏观系统演化优化级三个层次对优化算法进行了研究。对每一层的优化模型进行了详细的论述,并用具体的例子进行仿真,为后续然后,本文研究了水资源复杂适应系统的仿真问题,对水资源复杂适应系统仿真理论进行了介绍,对基于姆抡婕际跫捌溆τ媒辛颂教郑⒔⒘最后,作为水资源复杂适应系统理论的实践应用,本文对南水北调东线工程实现,然后对仿真结果进行了分析。关键词:复杂适应系统、水资源多低场⒔7抡妗⑾低逞莼惴ā⒛纤适应系统进行研究。首先,本文在介绍水资源优化配置、复杂系统和复杂性科学理论、智能理论、一般的复杂适应系统特性、概念、研究方法的基础上,运用复杂适应系统了水资源多低车母拍睢其次,本文研究了水资源多低车慕#饕0讲糠帜谌荩旱橄蠛徒#约跋低痴褰!5抽象和建模是在对水资源系统分析的基础上抽象出水资源系统中的⒏菟试聪低矨的特点,引入智能难芯砍晒⒌的理论和结构模型,将经济学研究中对人类行为方式的研究融合到水资源5难芯恐小O低痴褰Q芯克水资源多低车男骱徒酝瓿伤试炊郃系统的整体目标。在此,本文引入了协同进化机制,建立了水资源多低车恼逍髂P汀接着,本文研究了将水资源系统中的投郃系统从概念模型的表达方式向仿真模型的表达方式进行转化。从分析难盎迫胧郑⒘的水资源多低撤抡婵蚣艿慕⒌於ḿ际趸水资源多低车姆抡婵蚣堋水资源优化配置问题进行了仿真研究。在了解南水北调东线工程概况的基础上,应用本文建立的水资源复杂适应系统的理论和方法建立了仿真模型,并进行编程北调摘叠Ⅱ
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刖吾和众多用水部门的利益。在这样的系统内,如何科学、合理、高效、便捷地实现和改善受水地区生态环境具有重大意义。模型:第一类,以水资源系统分析为手段,水资源合理配置为目的,以水量和经前,这一类的研究工作还处于起步阶段,但是已经取得了一些有价值的研究成果。目前,这一方面的研究工作还处于起始阶段。为了更好地对包括南水北调在内的这样的复杂水资源大系统进行优化配置和管理,深刻理解水资源系统所特有随着科学技术的不断进步,人类开发和利用水资源的深度和广度也不断提高,如建设象南水北调这样大规模的跨流域调水工程。跨流域调水工程对于调节我国天然的水资源时空分布不均、实现水资源的合理配置具有重要的意义,但同时也提出了水资源配置研究的新课题。如南水北调东线工程建成后将形成连结长江、淮河、黄河、海河的水资源大系统,是一个多流域、多水源、多用户、多目标、多层次的开放的复杂巨系统,涉及江苏、安徽、山东、河北和天津五个省市供水区内水资源的优化配置,协调部门间、地区间的水资源需求,对于保证工程规划目标的实现,最大限度发挥工程效益,促进受水地区经济与社会可持续发展对于水资源优化配置的研究,国内外专家学者就各类层次的水资源系统提出了众多的思路和模型。从运用的手段和优化的目标来看,大致可以分为以下三类济效益最大为优化目标,采用数学模型的方法进行的研究工作。这类模型侧重于供水和需水的两端点,对于中问环节一般只是从技术的角度研究;在效益评价方面,一般以经济效益成本比作为评价指标,单纯的从技术经济的角度寻求最优设计。第二类,以系统工程理论为科学基础,水资源可持续利用为目的,在水资源优化配置中除了经济效益外,注重水质约束,社会、环境和生态效益,注重人与自然的和谐发展,注重“沟通与协调”。第三类,以复杂系统和复杂性科学为理论基础进行的水资源优化配置的研究工作。目复杂系统和复杂性科学在水资源领域研究的兴起,改变了人们对于水资源系统的一些看法和认识。最初,对水资源系统的研究大多都停留在简单系统和硬系统的思维方式上,将水资源系统作为确定的结构化的系统,子系统之间的关系基本上是按线性关系来处理:后来,水资源系统被认为是自然生态环境系统与社会经济发展系统的综合体,是一种半结构化的系统;现在,复杂系统和复杂性科学带来了水资源系统研究方法的革命性变革,更加适合研究像南水北调这样的复杂水资源大系统中的复杂性问题。翦言
的技术实现——水资源多低车母拍睿的属性、复杂性机理和发展演化规律,有必要在前人所取得的研究成果的基础上,丰富