基于智能算法的洪災綜合評估模型研究.pdf

1、隨著人們對洪災形成、發(fā)展、演變過程的認識不斷加深，越來越多的人意識到人類活動對洪災形成演變起著重要作用，為了實現(xiàn)人與水的協(xié)調(diào)發(fā)展，人們提出由原來的“防洪救災”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂樗芾怼薄：樗芾硎侵笍姆治龊闉漠a(chǎn)生的機理開始，研究其產(chǎn)生的條件，分析其隨時空不斷演變發(fā)展的規(guī)律，探索與人類社會彼此的相互制約影響，從而指導人類活動，科學的防災、減災和避災。其中，洪災評估是洪水管理的一個重要環(huán)節(jié)，它為管理決策提供科學依據(jù)和分析手段，其包括對洪災發(fā)生前的風

2、險評估和洪災發(fā)生后的損失評估兩個方面，本文主要研究了災害發(fā)生后的洪災損失評估問題。
　　洪災綜合評估是一個集多種不確定因素、隨時空不斷演化的復雜系統(tǒng)，僅依賴單一的方法難以充分解決洪災評估中的各類問題，評估方法的創(chuàng)新與評估體系的完善是目前研究工作的迫切需求。本研究圍繞國家“973”重點基礎研究發(fā)展計劃課題“復雜條件下壩堤潰決機理與風險調(diào)控理論（2007CB714107)”以及水利部公益性行業(yè)科研專項課題“大東湖水網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究及

3、應用（201001080）”展開研究工作，通過分析洪災評估的特點，將智能優(yōu)化方法引入洪災評估領(lǐng)域，以云模型和支持向量機技術(shù)為代表，針對洪災評估的具體問題，改進和優(yōu)化了原有智能模型，建立了適合洪災評估的智能優(yōu)化模型，豐富了評估體系，為我國防洪減災和風險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)針對洪災評估的復雜特性，研究了洪災形成的機理要素，分析了洪災孕災因子、致災因子、承災因子對災害形成的影響、對評

4、估所起的作用，提出洪災等級評估是一個集模糊不確定性、因子隨機性、多屬性耦合的非線性復雜系統(tǒng)，并探討了這些特性對如何選擇智能方法、如何優(yōu)化評估模型所產(chǎn)生的指導意義。
　　(2)針對洪災發(fā)生過程中某些災情評估因子難以甚至無法準確量化的問題，運用表達信息不確定性的云模型將其定性概念量化建模,然后對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。在推理過程中，對云模型的模糊隸屬度進行了分析，闡述了最大隸屬度的失效規(guī)則和有效度指

5、標，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用在荊江地區(qū)進行洪災等級評估，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評估工作，并較好體現(xiàn)了評估因子模糊性與隨機性，對廣泛的評估問題具備較強的適應性與泛化能力。
　　(3)針對洪災評估因子與災情等級之間復雜的非線性關(guān)系，本研究將支持向量機模型引入到洪災評估，用于解決屬于模式識別的洪災分類問題。為體現(xiàn)洪災評估因子差異顯著的特性，

6、研究了評估因子的加權(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)重法過于偏頗、易失真的問題。然后提出了一種基于組合權(quán)重的特征加權(quán)支持向量機模型，并對支持向量機模型的核參數(shù)尋優(yōu)問題進行分析，對網(wǎng)格搜索方法進行改進，提出根據(jù)多個次優(yōu)解進行二次尋優(yōu)的方法。經(jīng)實例研究證實這種改進參數(shù)尋優(yōu)的特征組合加權(quán)支持向量機模型是行之有效的，能解決評估標準缺失下的評估問題，綜合體現(xiàn)特征差異，在多因子綜合評估問題中有良好的應用前景。
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