专利名称：一种水电站正常蓄水位优选方法
技术领域：
本发明涉及GIS技术和多属性决策方法在水电工程建设的信息化技术领域，尤其涉及一种水电站正常蓄水位优选方法。也适用于其它非水电站工程的水位选择。
背景技术：
当前，我国水电事业正处于迅猛发展时期，水电工程建设已成为我国能源开发战略的重点。优先发展水电工程，合理调整国家能源结构。发展水电工程就必须不断提高工程建设技术水平，不断加强水电工程的技术方法研究，提高水电工程建设效率和降低建设成本。水电工程建设，首先要解决的重要问题就是工程规模。正常蓄水位水位是水利水电工程最重要的正常蓄参数，它包括正常蓄水位、死水位和汛期限制水位，它们不仅直接决定了水电工程的规模、水电站的库容和电站的装机容量，而且也影响到库区环境、工程投资、 调节流量和工程的社会经济效益等。因此，水电站正常蓄水位的确定是一项复杂而重大的决策过程，而水位方案的制定需要长期的数据收集与调查。如何高效合理的实现水电站正常蓄水位方案的制定与优选，是一项亟待解决的重大难题。现有的水位选择方法主要是在水位方案及指标数据已经存在基础之上进行的，决策者并不知道方案是如何形成的，方案指标数据是否合理。现有的方法没有充分的考虑方案指标权重对水位选择的重要性，没有在水位选择过程中采用科学的方法使用离散数学加权重法计算指标权重。对指标权重的确定缺少灵活性，通常都是直接由专家提出具体权重值或者采用数学上的实数权重计算方法机械的进行计算，没有考虑跨行业知识的影响及决策专家权威性和知识结构的影响。随着我国水电事业的迅猛发展，水电工程建设规模的不断扩大，对水电站正常蓄水位的选择提出了更高的要求。显然，传统的将指标数据获取与水位选择完全分开的做法已经不能适应水电工程建设的需求。GIS (Geographic Information System)，是在计算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、输入、存储、操作、分析和建模，以提供对资源、环境及各种区域性研究、规划、管理及决策所需的人机系统(刘南等，2002)。GIS技术应用于水电行业，极大的提高了水电工程建设的效率。但是，水电行业中GIS技术的应用比较分散，并没有形成系统化的应用。在水电工程建设中测绘方面应用较多，而在正常蓄水位选择方面应用较少，从而使得淹没数据获取仍然采用传统的人工调查和测绘人员实地测算或地图测算的方式，需要耗费大量的时间、人力和物力。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术存在的问题，提供一种水电站正常蓄水位优选方法。水电站正常蓄水位优选方法包括如下步骤1)建立全面的指标体系，并对指标体系中的指标进行分类，指标体系包括装机容量、保证出力、年发电量、年利用小时数、总投资、工期、淹没耕地、迁移人口和生态环境影响；2)提出正常蓄水位的水位值如825米，通过数学积分运算通过数学积分运算计算 825米水位值下指标数据，计算出了指标体系中的指标数据后就建立好了备选方案，重复步骤2)建立备选方案集；3)使用离散数学加权重法计算指标权重；4)将备选方案集中的方案按照横向为备选方案，纵向为指标的方法构造数据矩阵，对数据矩阵进行无量纲化和规范化处理；5)从处理后的备选方案数据矩阵中选出参考方案，参考方案由指标数据中值最大的数据组成；6)计算备选方案集中的方案与参考方案的关联度；7)按关联度的大小对备选方案进行排序，关联度最大的方案即为备选方案中集的最优方案。所述的步骤1)包括根据指标处理的目的对指标体系中的指标进行分类，获取指标数据时要将指标体系中的指标分为能准确定量计算的指标、能定量分析的指标和只能定性分析的指标三种，进行方案决策时要将指标体系中的指标分为效益型指标、成本型指标和其它指标，效益型指标是指标值越大越好的指标，成本型指标是指标值越小越好的指标。所述的步骤2、包括准确定量计算的指标中的淹没耕地、迁移人口计算复杂而困难，根据淹没指标的地理空间位置关系，以等高线为分析对象采用地理信息系统空间分析技术如ARCGIS软件的空间叠加分析、缓冲区分析方法进行二维空间尺度下的淹没分析计笪弁。所述的步骤3)包括(1)区间数互反判断矩阵，该矩阵的元素为区间数Au= [a，b]，同时基于主对角线对称的元素Aji与Aij满足倒数关系Aji = IAij = [1/b，1/a]；(2)水电工程建设牵涉众多领域，邀请各重要领域专家各一名，每位专家对当前水电工程的指标进行两两比较，用区间数给出比较的两指标的相对重要程度的范围，通过指标的两两比较构造出区间数互反判断矩阵，区间数判断矩阵的特点可知，专家只需给出矩阵的上三角值即可，下三角值可通过上三角值换算得到；(3)满意一致性是这样一种情况，当A > B，B > C的情况下存在A > C，对每位专家给出的区间数互反判断矩阵进行满意一致性检验，检查专家给出的比较值是否合理，避免出现A> B，B >C的情况下出现C>A的不合理情况，满意一致性检验采用公式(1)进行。(I-Slj)a- < y^/ < a； (l+ Slj), yi,jeN(1)δ υ为判断‘的决策容许偏差值，令5 =，则有δ = 0. IRI，RI为平均随机一致性指标，Wi^wj分别为指标i、j的权重值；(4)结合各专家在专家组中权威性的大小，采用公式(2)和公式(3)对所有专家判断矩阵进行加权综合，并采用公式(1)对综合后的矩阵进行满意一致性检验；
权利要求
1.一种水电站正常蓄水位优选方法，其特征在于包括如下步骤1)建立全面的指标体系，并对指标体系中的指标进行分类，指标体系包括装机容量、保证出力、年发电量、年利用小时数、总投资、工期、淹没耕地、迁移人口和生态环境影响；2)提出正常蓄水位的水位值如825米，通过数学积分运算通过数学积分运算计算825 米水位值下指标数据，计算出了指标体系中的指标数据后就建立好了备选方案，重复步骤2)建立备选方案集；3)使用离散数学加权重法计算指标权重；4)将备选方案集中的方案按照横向为备选方案，纵向为指标的方法构造数据矩阵，对数据矩阵进行无量纲化和规范化处理；5)从处理后的备选方案数据矩阵中选出参考方案，参考方案由指标数据中值最大的数据组成；6)计算备选方案集中的方案与参考方案的关联度；7)按关联度的大小对备选方案进行排序，关联度最大的方案即为备选方案中集的最优方案。
2.根据权利要求1所述的一种水电站正常蓄水位优选方法，其特征在于所述的步骤1) 包括根据指标处理的目的对指标体系中的指标进行分类，获取指标数据时要将指标体系中的指标分为能准确定量计算的指标、能定量分析的指标和只能定性分析的指标三种，进行方案决策时要将指标体系中的指标分为效益型指标、成本型指标和其它指标，效益型指标是指标值越大越好的指标，成本型指标是指标值越小越好的指标。
3.根据权利要求1所述的一种水电站正常蓄水位优选方法，其特征在于所述的步骤2) 包括准确定量计算的指标中的淹没耕地、迁移人口计算复杂而困难，根据淹没指标的地理空间位置关系，以等高线为分析对象采用地理信息系统空间分析技术如ARCGIS软件的空间叠加分析、缓冲区分析方法进行二维空间尺度下的淹没分析计算。
4.根据权利要求1所述的一种水电站正常蓄水位优选方法，其正常蓄在于所述的步骤3)包括(1)区间数互反判断矩阵，该矩阵的元素为区间数Au=[a，b]，同时基于主对角线对称的元素Aji与Aij满足倒数关系Aji = IAij = [1/b，1/a]；(2)水电工程建设牵涉众多领域，邀请各重要领域专家各一名，每位专家对当前水电工程的指标进行两两比较，用区间数给出比较的两指标的相对重要程度的范围，通过指标的两两比较构造出区间数互反判断矩阵，区间数判断矩阵的特点可知，专家只需给出矩阵的上三角值即可，下三角值可通过上三角值换算得到；(3)满意一致性是这样一种情况，当A> B，B > C的情况下存在A > C，对每位专家给出的区间数互反判断矩阵进行满意一致性检验，检查专家给出的比较值是否合理，避免出现A > B，B > C的情况下出现C > A的不合理情况，满意一致性检验采用公式(1)进行。+ V/,7eTV(1) δ ,j为判断‘的决策容许偏差值，令“， ，则有δ = 0. IRI，RI为平均随机一致性指标，Wi^wj分别为指标i、j的权重值；(4)结合各专家在专家组中权威性的大小，采用公式(2)和公式(3)^对所有专家判断矩 阵进行加权综合，并采用公式(1)对综合后的矩阵进行满意一致性检验；
5.根据权利要求1所述的一种水电站正常蓄水位优选方法，其正常蓄在于所述的步骤 4〉包括 (1)将备选方案集中的方案按照横向为备选方案，纵向为指标的方法构造数据矩阵； (2)对数据矩阵进行无量纲化处理，无量纲化采用公式⑴的均值化无量纲方法；
6.根据权利要求1所述的一种水电站正常蓄水位优选方法，其正常蓄在于所述的步骤6)包括(1)运用规范化后的数据计算备选方案指标与参考方案指标的关联度，求解后的结果矩阵称为关联系数矩阵，采用公式(10)求解关联系数矩阵
全文摘要
本发明公开了一种水电站正常蓄水位优选方法。包括如下步骤1)建立全面的指标体系，并对指标体系中的指标进行分类；2)提出正常蓄水位值，使用数学积分运算计算该水位值下指标的数据建立备选方案，重复步骤2)备选方案集；3)使用离散数学加权重法计算指标权重；4)组合备选方案集中的方案和数据构造备选方案数据矩阵，对备选方案数据矩阵进行无量纲化和规范化处理；5)从处理后的备选方案数据矩阵中选出参考方案，参考方案由指标数据中值最大的数据组成；6)计算备选方案集中的方案与参考方案的关联度；7)按关联度的大小对备选方案进行排序，关联度最大的方案即为备选方案中的最优方案。本发明在水利水电工程建设领域具有重要的实际应用价值，应用前景较广。
文档编号G06Q50/06GK102542511SQ20111031844
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者刘仁义, 张丰, 徐聪, 文志平, 杜震洪 申请人:浙江大学