水資源大系統最最佳化

大系統最佳化技術

大系統最佳化技術是中國水利規劃系統分析中發展得較快的學術領域。大系統最佳化的基本學術思想是把一個大型複雜的水利規劃問題，根據規劃要求和水文與自然地理特徵、行政區劃或功能與目標等，分解成若干規模較小、影響因素比較簡單的子系統；再分別建立數學模型進行擇優；而後根據整個規劃的總目標，調整和修改各子系統的輸入和輸出，實現整個系統的最佳化。

大系統最佳化模型

水利規劃中現有的大系統最佳化模型可歸納為3類。

大系統遞階模型

即規劃系統分多層組成，其最上層為整個水利規劃問題的協調最佳化模型，以下各層則為暫時割斷彼此聯繫的各子系統的最佳化模型，上、下層之間各由協調變數聯結，通過反覆修改協調變數和交替進行上、下層最佳化模型的疊代計算，以獲得整個水利規劃的最佳化決策。這一模型具有降低維數、便於最佳化運算和仿真性好等優點，已廣泛套用於中國各類水利規劃中。

大系統組合模型

又稱模型系統，根據大型複雜水利規劃問題建立由一組單一模型（如各種數學規劃模型、模擬模型等）構成的組合模型。但模型本身不具有一定的結構模式，而由多個模組組成，如各項工程布局和規模的優選模組、上程排序模組和經濟社會和環境評價模組等。這些模組通常都按各項水利規劃最佳化決策要求，以一定的順序和層次進行有機組合，使其具有多種決策功能且仿真性能好又能便於求解。20世紀80年代以來，它已成功地廣泛套用於中國水利規劃中，如將包括多維隨機動態規劃、多目標規劃和大系統分解協調等模型在內的多目標多層次組合模型用於庫群電站最佳化規劃：將包括線性規劃、動態規劃、整數規劃、模擬技術以及大系統分解協調等模型在內的組合模型套用於地區水資源最佳化規劃等。

大系統廣義模型

把數學模型和知識模型融合於一體的最佳化決策模型，可用以求解水利規劃中難以定量的半結構化和非結構化決策問題。廣義模型的建模途徑一般有：①將人的知識和經驗，利用專家評分法、層次分析法以及專家系統等與數學模型結合構成。②將知識和經驗組合到不同於一般數學規劃模型的模糊決策模型、灰色系統模型和人工神經網路模型中。③運用互動作用原理，將人的知識和經驗，藉助專家系統，在計算機上實現與數學模型的結合，形成一種人機協調的模型。開展廣義模型的研究和套用既是近1 0年來大系統最佳化理論中的重要進展之一，也是今後的重要發展方向。

決策支持系統

隨著水利規劃系統分析技術的不斷發展和計算機信息系統的廣泛套用，決策支持系統在中國水利系統的規劃和管理中都已得到了多方向的研究和套用，如黃河防洪決策支持系統和京津唐地區水資源規劃決策支持系統等。決策支持系統是基於計算機完成信息收集、處理、提供和實現分析、推理、選擇最佳化決策的人機互動系統，它為決策者和系統分析人員創造了一種完善和高效的決策環境，為求解水利規劃中結構化和非結構化等各種決策問題，提供了有力支持。