《基於多Agent系統的流域防洪智慧型調度研究》是依託河海大學，由鐘平安擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多Agent系統的流域防洪智慧型調度研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鐘平安
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對當前流行的流域防洪調度決策支持系統缺乏智慧型性問題，引入分散式人工智慧領域的多智慧型體系統（Multi-Agent System，MAS）理論，開展流域防洪智慧型調度研究。主要研究內容包括：基於MAS的流域防洪聯合調度體系結構和流域防洪系統Agent分解方法；流域防洪調度MAS中單一Agent的開發和多Agent組織模式；流域防洪聯合調度MAS中不同層級Agent和同級Agent之間的通信與互動機制；流域防洪聯合調度MAS中Agent間主從和對等協作的協調機制；流域防洪可行方案的風險和後果評價等。基於MAS的流域防洪調度系統不同於傳統意義上的系統模組化和分散式控制。系統模組化只要求每個系統模組具有常規的計算及控制能力，分散式控制強調將功能分散，但每個部分不具有相互通訊和協調功能。基於MAS的流域防洪調度系統具有自主性、智慧型性、通訊協調性，與流域防洪調度決策支持系統相比特色顯著。
結題摘要
針對當前流行的流域防洪調度決策支持系統缺乏智慧型性的問題，引入分散式人工智慧領域的多智慧型體系統（Multi-Agent System，MAS）理論與技術，開展流域防洪智慧型調度研究。將流域防洪系統分解成相對獨立、有限聯繫的若干智慧型體，提出了單體功能Agent的組成與設計方法，建立了多Agent系統的組織與運行機制以及不同層級Agent之間的通信方式，形成了基於MAS的流域實時防洪智慧型調度系統總體架構；基於該總體架構，制定了流域防洪智慧型調度系統的通用性、可擴充性和多功能性設計方案，採用分層體系結構進行流域防洪智慧型調度系統開發；研究開發了流域防洪智慧型調度關鍵模型Agent，包括：水庫、河道、行蓄洪區等不同防洪構件調度模式Agent；並擴展了流域極端降水和洪澇時空分布規律分析Agent、基於歷史數據模擬的防洪調度效果及潛力分析Agent、基於模式識別的相似性洪水動態展延Agent和梯級水庫群汛限水位動態控制Agent等；研究建立了適用於流域不同防洪情景的聯合最佳化調度模型，包括：流域複雜防洪系統聯合最佳化調度模型、基於啟發式分段試算法的流域防洪寬淺型最佳化調度模型、流域防洪調度隨機規劃模型及模式樹裁枝方法等；對主流的智慧型算法進行綜合改進，提出了三種套用於流域防洪聯合最佳化調度的改進智慧型求解算法，包括：流域防洪最佳化調度知識協同粒子群算法、綜合改進差分進化算法、動態可行域遺傳算法；提出了流域防洪調度不確定性因子的識別和定量描述方法，提出了調度過程中各時刻的風險描述方法，以及整個洪水過程總風險率的定量計算方法，從水庫自身防洪風險和下游防洪控制斷面防洪風險兩個角度，分別提出了基於隨機微分方程的水庫防洪調度風險分析方法和基於解析求解的下遊河道控制斷面風險分析方法等。本課題的研究成果與傳統的系統模組化和分散式控制防洪調度DSS相比更具自主性、智慧型性、通訊協調性，在流域防洪智慧型調度關鍵模型Agent、防洪聯合最佳化調度模型、智慧型求解算法和風險分析等方面進行了綜合創新，進一步豐富和發展了流域防洪智慧型調度系統的模型庫和方法庫，能夠根據實時水雨情和防洪形勢等信息實現智慧型化實時防洪調度，以滿足不同類型洪水和不同決策場景的防洪調度需求，為流域防洪調度提供了智慧型化的決策支持和管理平台，可在實際流域複雜防洪系統運行調度中推廣套用。
