水華預(yù)測與應(yīng)急決策智能方法研究.pdf

1、環(huán)境保護是我國的一項基本國策，水華預(yù)防和治理是保護城鄉(xiāng)環(huán)境的重要措施，河湖水華的防治已成為我國水資源保護急需解決的一個重大問題。水華形成是一個復(fù)雜的動態(tài)生化反應(yīng)過程，目前對水華的形成機理和成因還不清楚。因此，如何建立描述水華形成過程的數(shù)學(xué)模型，進而合理地預(yù)測水華發(fā)生，并對水華爆發(fā)這一非常規(guī)突發(fā)事件做出針對性的應(yīng)急治理決策，最大限度地保護和利用環(huán)境用水，促進水環(huán)境保護和技術(shù)進步具有重要意義。
　　課題首先采用BP和PNN兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2、建模方法來研究水華預(yù)測模型，重點研究基于過程神經(jīng)網(wǎng)路（PNN）的輸入輸出均為時間函數(shù)的參數(shù)與過程的軟測量理論，將過程神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)與進化算法結(jié)合，構(gòu)成不斷進化的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，使之在運行過程中能夠感知其環(huán)境的變化，能以進化的方式相應(yīng)地改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，提高其性能，即自適應(yīng)性和模型自校正，并結(jié)合水華特征的模型參數(shù)，建立用于河湖水華預(yù)測的混合過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。由于水華治理方法目前已有諸多實施方案，但是何時采用何種治理方案，以達到既可保護水環(huán)境又節(jié)省經(jīng)濟

3、費用的目的，水華治理應(yīng)急決策方案的確定與優(yōu)選是關(guān)鍵;課題研究了基于貝葉斯決策理論在水華應(yīng)急治理決策的應(yīng)用:首先通過調(diào)查方式獲取影響治理決策方案的水華治理決策的多指標體系一級指標，根據(jù)實際情況下各屬性對水華治理決策結(jié)果影響的重要度不同，建立各指標體系最優(yōu)權(quán)重分配模型，根據(jù)實際情況建立目標約束，進而建立多目標優(yōu)化決策模型，獲得最優(yōu)的治理決策方案。最后實現(xiàn)一套“水華預(yù)測與應(yīng)急決策”信息化系統(tǒng)，完成對水華發(fā)生的及時預(yù)測預(yù)警與應(yīng)急決策，為水環(huán)境保

4、護部門提供水華治理的最優(yōu)決策依據(jù)。
　　采用BP和PNN兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模來研究水華預(yù)測模型，從仿真和實際的測試結(jié)果來看，兩種網(wǎng)絡(luò)都能在一定的范圍內(nèi)對水華的發(fā)生作出預(yù)測，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對水華的進行預(yù)測是可行的。采用PNN過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型其預(yù)測精度明顯高于BP網(wǎng)絡(luò)。采用PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可預(yù)測葉綠素的變化規(guī)律，從而為水華的預(yù)測、預(yù)警提供了有效的手段，為降低水環(huán)境治理成本起到了積極的作用。建立基于貝葉斯決策理論的水華治理決策10:422013