基于智能算法的洪災(zāi)綜合評(píng)估模型研究.pdf

1、隨著人們對(duì)洪災(zāi)形成、發(fā)展、演變過(guò)程的認(rèn)識(shí)不斷加深，越來(lái)越多的人意識(shí)到人類活動(dòng)對(duì)洪災(zāi)形成演變起著重要作用，為了實(shí)現(xiàn)人與水的協(xié)調(diào)發(fā)展，人們提出由原來(lái)的“防洪救災(zāi)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂樗芾怼薄：樗芾硎侵笍姆治龊闉?zāi)產(chǎn)生的機(jī)理開始，研究其產(chǎn)生的條件，分析其隨時(shí)空不斷演變發(fā)展的規(guī)律，探索與人類社會(huì)彼此的相互制約影響，從而指導(dǎo)人類活動(dòng)，科學(xué)的防災(zāi)、減災(zāi)和避災(zāi)。其中，洪災(zāi)評(píng)估是洪水管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它為管理決策提供科學(xué)依據(jù)和分析手段，其包括對(duì)洪災(zāi)發(fā)生前的風(fēng)

2、險(xiǎn)評(píng)估和洪災(zāi)發(fā)生后的損失評(píng)估兩個(gè)方面，本文主要研究了災(zāi)害發(fā)生后的洪災(zāi)損失評(píng)估問(wèn)題。
　　洪災(zāi)綜合評(píng)估是一個(gè)集多種不確定因素、隨時(shí)空不斷演化的復(fù)雜系統(tǒng)，僅依賴單一的方法難以充分解決洪災(zāi)評(píng)估中的各類問(wèn)題，評(píng)估方法的創(chuàng)新與評(píng)估體系的完善是目前研究工作的迫切需求。本研究圍繞國(guó)家“973”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃課題“復(fù)雜條件下壩堤潰決機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控理論（2007CB714107)”以及水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題“大東湖水網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究及

3、應(yīng)用（201001080）”展開研究工作，通過(guò)分析洪災(zāi)評(píng)估的特點(diǎn)，將智能優(yōu)化方法引入洪災(zāi)評(píng)估領(lǐng)域，以云模型和支持向量機(jī)技術(shù)為代表，針對(duì)洪災(zāi)評(píng)估的具體問(wèn)題，改進(jìn)和優(yōu)化了原有智能模型，建立了適合洪災(zāi)評(píng)估的智能優(yōu)化模型，豐富了評(píng)估體系，為我國(guó)防洪減災(zāi)和風(fēng)險(xiǎn)管理工作提供理論和技術(shù)支持。本文的主要研究工作和創(chuàng)新成果如下：
　　(1)針對(duì)洪災(zāi)評(píng)估的復(fù)雜特性，研究了洪災(zāi)形成的機(jī)理要素，分析了洪災(zāi)孕災(zāi)因子、致災(zāi)因子、承災(zāi)因子對(duì)災(zāi)害形成的影響、對(duì)評(píng)

4、估所起的作用，提出洪災(zāi)等級(jí)評(píng)估是一個(gè)集模糊不確定性、因子隨機(jī)性、多屬性耦合的非線性復(fù)雜系統(tǒng)，并探討了這些特性對(duì)如何選擇智能方法、如何優(yōu)化評(píng)估模型所產(chǎn)生的指導(dǎo)意義。
　　(2)針對(duì)洪災(zāi)發(fā)生過(guò)程中某些災(zāi)情評(píng)估因子難以甚至無(wú)法準(zhǔn)確量化的問(wèn)題，運(yùn)用表達(dá)信息不確定性的云模型將其定性概念量化建模,然后對(duì)定量的待估樣本按該規(guī)則做定性推理,得到定性至定量的綜合推理。在推理過(guò)程中，對(duì)云模型的模糊隸屬度進(jìn)行了分析，闡述了最大隸屬度的失效規(guī)則和有效度指

5、標(biāo)，給出了最大隸屬度原則失效后的處理方法。這種融合了模糊貼近度的云模型被運(yùn)用在荊江地區(qū)進(jìn)行洪災(zāi)等級(jí)評(píng)估，取得了良好的結(jié)果。研究表明該模型能完成不完備信息、不精確量化信息下的洪災(zāi)評(píng)估工作，并較好體現(xiàn)了評(píng)估因子模糊性與隨機(jī)性，對(duì)廣泛的評(píng)估問(wèn)題具備較強(qiáng)的適應(yīng)性與泛化能力。
　　(3)針對(duì)洪災(zāi)評(píng)估因子與災(zāi)情等級(jí)之間復(fù)雜的非線性關(guān)系，本研究將支持向量機(jī)模型引入到洪災(zāi)評(píng)估，用于解決屬于模式識(shí)別的洪災(zāi)分類問(wèn)題。為體現(xiàn)洪災(zāi)評(píng)估因子差異顯著的特性，

6、研究了評(píng)估因子的加權(quán)方法，將客觀權(quán)重法和主觀權(quán)重法綜合為組合權(quán)重，修正了單一權(quán)重法過(guò)于偏頗、易失真的問(wèn)題。然后提出了一種基于組合權(quán)重的特征加權(quán)支持向量機(jī)模型，并對(duì)支持向量機(jī)模型的核參數(shù)尋優(yōu)問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)網(wǎng)格搜索方法進(jìn)行改進(jìn)，提出根據(jù)多個(gè)次優(yōu)解進(jìn)行二次尋優(yōu)的方法。經(jīng)實(shí)例研究證實(shí)這種改進(jìn)參數(shù)尋優(yōu)的特征組合加權(quán)支持向量機(jī)模型是行之有效的，能解決評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)缺失下的評(píng)估問(wèn)題，綜合體現(xiàn)特征差異，在多因子綜合評(píng)估問(wèn)題中有良好的應(yīng)用前景。
　　(