，ae= inf ( 0 (X)) 0, be= inf ( 0 (X)) 1= sup( 0 (X))。Ce= sup( 0 (X)) 0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟2中，系統(tǒng)對模糊數(shù)進行期望值化的計算公式為：
其中，巧N]表示模糊數(shù)N的期望值，f&(x)是一個增函數(shù)，gs(x)是一個減函數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟3中，上/下層決策變量包括： (1) 下層決策變量包括：子區(qū)域i的用水者k單位用水所獲得的收益bik;子區(qū)域i的 用水者k取水量yik; (2) 上層決策變量包括；子區(qū)域i的初始分配水權(quán)Xi。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟3中，系統(tǒng)根據(jù)上述期望值及上/下層決策變量，得出上/下層目標(biāo)函數(shù)及上 /下層約束條件包括： (1)下層目標(biāo)函數(shù)的期望值可W描述為：


其中，bik、yik為下層決策變量；Cik表示子區(qū)域i的用水者k節(jié)約單位用水所需的費用； '
~是（r，0 )-水平梯形模糊數(shù)面S >的期望值；
為水資源的 交易價格，其中Xi表示子區(qū)域i的初始分配水權(quán)；p(r)表示水市場價格函數(shù)；P' k表示單位 水費；P。表示處理單位水污染所需費用，A ik表示子區(qū)域i的用水者k的污水排放系數(shù)； (2) 下層目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括： A、 取水約束條件為：
其中，Tikmi。和T ikmax分別表示子區(qū)域i的用水者k最小和最大取水量； B、 污水約束條件為：
其中，Qi表示子區(qū)域i的污水承受能力； C、 水交易價格函數(shù)約束條件：
其中，K, 5表示價格函數(shù)系數(shù)； D、 非負(fù)約束條件： Yik >^Vie、P，ke([)| (3) 上層目標(biāo)函數(shù)的期望值可W描述為：
其中，e表示整個流域單位公共水供應(yīng)所產(chǎn)生的生態(tài)效益，W表示公共水權(quán)。 (4) 上層目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括： A、 水供給約束條件：
B、 生態(tài)環(huán)境用水約束條件： W ^ n, (n>〇)； 其中，公共水權(quán)W不能小于流域最小生態(tài)用水需求n; C、 初始水權(quán)約束條件： Xi >e;(0i >0)，visY. ,



目P，子區(qū)域i的初始水權(quán)Xi必須大于其最小水需求量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟4中，基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配問題的二層規(guī)劃全局模型為：
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟5中，系統(tǒng)將二層規(guī)劃全局模型轉(zhuǎn)換為單層的規(guī)劃函數(shù)包括： 首先，系統(tǒng)采用線性隸屬度來描述模糊目標(biāo)，每一個目標(biāo)函數(shù)的最大最小值可W表示 成為：
其中，j，kO G Q = {0, 1，…，n}并且有j聲kO,（X，y)是最大化E [Vj (X，y)]的一個可 行解，且（xw，yw)是最大化E[Vw(x，y)]的一個可行解； 貝1]，函數(shù)Ui(E[Vi(x，y)])的值在可3^^和可"之間變化，上下層模糊目標(biāo)的線性隸屬函 數(shù)表述為：
其中，Vr和VT為目標(biāo)函數(shù)E [Vi (X，y) ] (i = 0, 1，…，n)的上下邊界，它們的隸屬度

分別為1和0 ; 然后，上層的區(qū)域水資源管理局會指定一個滿意度下限入。e [〇，1];下層子區(qū)域的水 資源管理者也指定最小的滿意度水平入iG [〇，l](i = 1，2,…，n); 最后，為了獲得兩層滿意度全局最優(yōu)解，上層區(qū)域水資源管理局需要結(jié)合下層決策者 的滿意度水平和上層決策者的滿意度水平，下層各子區(qū)域水資源管理者的滿意解可W通過 求解下面的規(guī)劃函數(shù)獲得： m過X A
其中，輔助變量A =mini{>i(E[Vi(x，y)])}，S表示基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配的二 層規(guī)劃全局模型的可行域； 令，X*= (x*，y*，入*)為上述問題的最優(yōu)解，如果Ui(E[Vi(x*，/)]) > = 1，2,…，n)，那么就得到了上下層全局滿意解，如果不是，那么就需要調(diào)整入。的值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟5中，還包括為了確保上層區(qū)域水資源管理局與下層子區(qū)域水資源管理者之 間的公平性原則，需要下層滿意度比值來平衡整個區(qū)域和各個子區(qū)域水資源管理者之間的 滿意度平衡，下層滿意度比值為：
如果Si不存在于區(qū)間[A 1，A J，其中A 1和A U分別是由上層區(qū)域水資源管理局指 出的區(qū)間的左右邊界，其需要根據(jù)W下兩種情況來調(diào)節(jié)自身的滿意度下限入。； (1) 如果5 1〉A(chǔ) U，該就說明滿意度水平更加偏向下層各個子區(qū)域水資源管理者，該就 導(dǎo)致下層過高的滿意度，在該種情況下，上層區(qū)域水資源管理局需要提高其滿意度下限入。 來保證上下層的公平性； (2) 如果5 i< A 1，該就說明滿意度水平更加偏向于上層區(qū)域水資源管理局，該就導(dǎo)致 上層過高的滿意度，在該種情況下，上層區(qū)域水資源管理局需要降低其最小滿意度下限A。 來提高下層的滿意度水平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟5中，系統(tǒng)將二層規(guī)劃全局模型轉(zhuǎn)換為單層的規(guī)劃函數(shù)后，利用遺傳算法計算 出最優(yōu)解。

【專利摘要】本發(fā)明涉及水資源管理。本發(fā)明提供一種基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配二層決策優(yōu)化方法，首先，系統(tǒng)獲取相關(guān)不確定因素的模糊隨機變量；其次，系統(tǒng)將模糊隨機變量進行模糊數(shù)轉(zhuǎn)換，并對模糊數(shù)進行期望值化；然后，系統(tǒng)根據(jù)上述期望值及上/下層決策變量，得出上/下層目標(biāo)函數(shù)及上/下層約束條件；再然后，系統(tǒng)根據(jù)上/下層目標(biāo)函數(shù)及上/下層約束條件計算得出基于水權(quán)的區(qū)域水資源分配問題的二層規(guī)劃全局模型；最后，系統(tǒng)將二層規(guī)劃全局模型轉(zhuǎn)換為單層的規(guī)劃函數(shù)，并對其進行求解。本發(fā)明提出了不確定環(huán)境下的二層決策優(yōu)化技術(shù)結(jié)合交互式模糊規(guī)劃和基于entropy-Boltzmann選擇的遺傳算法的方法進行求解使得最優(yōu)解的計算簡單且準(zhǔn)確。適用于水權(quán)的區(qū)域水資源分配。
【IPC分類】G06Q50-06, G06Q10-04
【公開號】CN104598995
【申請?zhí)枴緾N201510040567
【發(fā)明人】徐玖平, 涂燕, 曾自強
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月27日