水资源系统等级评价的一种非参数方法.pdfVIP

第16卷第6期 水科学进展 V01．16．No．6 2005年11月 ADVANCESINWA’IERSCIENCE Nov．．2005 水资源系统等级评价的一种非参数方法 金菊良1，汪明武1，魏一鸣2，丁晶3 (1．合肥工业大学土木建筑工程学院，安徽合肥230009；2．中国科学院科技政策与管理科学研究所，北京100080； 3．四川大学水电学院，四川成都610065) 摘要：水资源系统等级评价是目前水资源系统工程研究的热点和难点之一，常规评价方法需要根据先验知识预先 设定评价函数的具体结构形式，难以适应复杂多变的实际评价系统。为此，提出了一种非参数评价新方法(NGEM)。 NGEM无需假定评价函数的具体表达形式，直接挖掘评价标准数据本身所隐含的评价信息，它用基于加速遗传算法 的投影寻踪方法客观地确定各指标权重，用非参数回归方法建立评价函数。实例计算结果说明，NGEM直观简便、 有效通用，在各种系统预测与模拟中也具有应用价值。 关键词：水资源系统；等级评价；评价函数；非参数评价方法；投影寻踪；遗传算法 中图分类号：TV213．4 文献标识码：A 文章编号：lool一6791(2005)06．0804．06 水资源系统等级评价，就是在给定评价标准下，对所研究的水资源评价对象(例如区域水资源可持续利用 数学变换角度看，各评价对象是由n个评价指标所组成的n维评价空间的一些点，水资源系统等级评价就是构 造从高维评价指标空间到评价等级一维实数空间的一种复杂函数(称之为评价函数)，要求该函数能保持评价对 象样本在原高维空间中分类排序结构H’5J。实际水资源评价对象各单项指标的评价结果常常不相容，直接利用7 评价标准进行水资源系统等级评价缺乏实用性。因此相继提出了灰色聚类法、模糊综合评价法、BP神经网络方 J。这些方法的主要缺点是，一 法、投影寻踪(PmjectionPLl璐uit，PP)模型、逻辑斯蒂曲线模型等许多新方法L1“，67 般需要根据对水资源评价系统的认识程度预先确定评价函数的具体表达式，而且这些表达式往往随实际评价对 象的不同而需改变。文献[8]提出用遗传程序设计(Genetic 的最佳表达式。这些方法预先假定了评价函数的具体表达形式，可统称为参数评价方法。由于水资源等级评价 系统的复杂性和人们认识能力的局限性，在很多情况下这些基于假定的评价函数的参数评价方法，难以适应各 种复杂多变的实际水资源等级评价系统。 建立评价函数必须处理2个关键问题：一是如何合理确定各评价指标的权重，二是如何表达多维评价指标 与一维等级综合评价指标之间的函数关系。不预先假定评价函数的具体表达形式、直接挖掘评价标准数据所隐 含的评价信息来处理这2个问题的评价方法，可称之为非参数评价方法归，1o|。非参数方法目前已开始初步用于 水资源随机变量的概率密度估计、水资源预测与模拟等水资源领域，目前用于水资源系统评价的报道尚很 少[10]。为此，本文提出用PP方法【7 GmdeEvaluation 价新方法(Nonparametrie 收稿日期：2004—0r7．21：修订日期：2004—09—0r7 科技基金(2001年度)资助项目 作者简介：金菊良(1966一)，男，江苏吴江人，合肥工业大学教授，博士，主要从事水资源系统工程研究。 E—mail：JINJL66@xiIllluanet．com 第6期 金菊良等：水资源系统等级评价的一种非参数方法 805 1 水资源系统等级评价的非参数方法 作为一种通用方法，水资源系统NGEM包括如下2个步骤： 值彳(i)： 上 三(i)=∑o(．『)戈(f，_『) (1)