（农业水土工程专业论文）水利水电工程规划方案多目标决策方法研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑皇堡垒些盘堂或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 仞兹 签字同期： 讼1 1 年乡月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑皇垦盔些盘堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权塑皇垦盔些盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：1 刁砼导师签名： 签字日期： 伽1 1 年月7 同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 签字同期： 训1 年6 月 同 电话： 邮编： 摘要 f4lrrifffim+rrfllllflflriiiiii+iii舢llllfiii哪ii i i y 18 9 7 3 4 7 水利水电工程是一个涉及众多因素且其影响深远的复杂大系统，所以工程方案 的选择应该慎之又慎。本研究以多目标决策理论为基础，结合水利水电工程的特点， 对工程方案的决策影响因素、决策指标体系建立、方案评价模型的构建及其应用进 行了系统的研究。总结如下： ( 1 ) 水利水电工程规划方案综合决策指标体系的建立。在系统分析水利水电 工程方案规划中对技术、经济效益，自然环境、社会环境及风险因素影响的基础上， 确定了水利水电工程方案在规划时的影响因素，建立了水利水电工程综合决策评价 指标体系。从而，为进一步深入研究水利水电工程方案多目标决策奠定了基础，为 水利水电工程规划方案的综合决策的规范化、程序化创造了条件。 ( 2 ) 指标的量化及标准化。由于水利水电工程是一个综合多因素的复杂系统， 影响范围广、时间长，且大多影响因子的数据难于收集或难于直接定量计算，所以 使得很多指标大多只能定性的描述、概括和总结。为了使这些定性指标可以量化， 本文采用集值统计法集结不同专家对该指标的评估意见，引入集值统计的落影函数 法，对定性指标更客观、真实的进行量化处理；另外由于各指标的属性、特征各不 相同，没有可比性，在方案综合优选之前需要先对指标进行标准化处理。本文选择 直线型无量纲化方法解决指标的统一问题，即极差变换法。它的基本思想是将最好 的属性值均规范化为1 ，将最坏的属性值均规范化为0 ，其余的属性值均用线性差 值法得到其规范化值。 ( 3 ) 基于v a g u e 集理论的水利水电工程规划方案多目标决策模型的建立。本 文在分析主观赋权法和客观赋权法优缺点的基础上，采用层析分析法确定指标的主 观权重，然后用熵值法计算指标的的客观权重对主观权重进行修正，确定指标体系 中各指标的综合权重。此方法既考虑了决策者和专家的主观经验认识，又考虑了客 观实际数据、资料中包含的规律信息，克服了单一权重的片面性，是一种主客观融 合的综合权重确定方法。方案的综合决策采用基于欧氏范数的v a g u e 集多目标决策 方法，此方法充分考虑了隶属度、非隶属度和犹豫度三个方面的信息，在处理模糊 性和不确定性等方面具有更强的表示能力，能够更好和更准确的表达模糊信息，且 更具灵活性和实用性。 ( 4 ) 实例研究。为了检验理论及方法的可行性和合理性，将本文所形成的理 论应用到张河湾水利水电工程的具体实际之中，对张河湾水利水电工程规划备选方 案进行优选决策。 关键词：水利水电工程；决策指标体系；层析分析法；熵权；v a g u e 集；多目标 决策 s t u d yo fm u l t i - o b j e c t i v ed e c i s i o nm e t h o do nh y d r a u l i c a n d h y d r o p o w e r p l a n n i n gs c h e m e s a u t h o r ：t i a nl i n g s u p e r v i s o r ：l uj i n x i m a j o r ：a g r i c u l t u r a ls o i la n dw a t e re n g i n e e r i n g a b s t r a c t b e c a u s eh y d r o p o w e rp r o j e c ti sac o m p l e xs y s t e mi n t e g r a t e dm a n yf a c t o r s ，w i t h i n f l u e n c e so nw i d e rs c a l ea n dl a s t e df o ra l o n gt i m e ，e n g i n e e r i n gs c h e m es e l e c t i o ns h o u l d b ed o u b l ec a u t i o u s c o m b i n i n gt h em u l t i o b j e c t i v ed e c i s i o n m a k i n gt h e o r yw i t ht h e c h a r a c t e r i s t i c so fw a t e rc o n s e r v a n c ya n dh y d r o p o w e rp r o j e c t s ，i nt h i sp a p e r , t h ep r o j e c t s c h e m ed e c i s i o n m a k i n gi n f l u e n c ef a c t o r s ，d e c i s i o ni n d e xs y s t e mf o re v a l u a t i o nm o d e l b u i l d i n g ，t h ec o n s t r u c t i o no f t h es y s t e ma n di t sa p p l i c a t i o nh a sb e e ns t u d i e d s u m m a r i z e d a sf o l l o w s ： ( 1 ) e s t a b l i s h m e n to fw a t e rc o n s e r v a n c ya n dh y d r o p o w e re n g i n e e r i n gp l a n d e c i s i o n m a k i n gi n d e xs y s t e m t h i sp a p e rs y s t e m a t i ca n a l y z et h ei n f l u e n c ef a c t o r so f h y d r o p o w e rp r o j e c tp r o g r a mp l a n n i n ga b o u tt e c h n i q u e ，e c o n o m i cb e n e f i t ，n a t u r a l e n v i r o n m e n t ，s o c i a le n v i r o n m e n ta n dr i s k ，a n dd e t e r m i n e di n f l u e n c ef a c t o r so ft h ew a t e r r e s o u r c e sa n dh y d r o p o w e re n g i n e e r i n gs c h e m ei np l a n n i n g ，t h e ne s t a b l i s h e dt h ew a t e r c o n s e r v a n c ya n dh y d r o p o w e re n g i n e e r i n gp l a nd e c i s i o n - m a k i n gi n d e xs y s t e m t h e r e b y ， t h i ss t u d yc r e a t e dt h eb a s i cc o n d i t i o n sf o rt h ef u r t h e rr e s e a r c ho fh y d r o p o w e re n g i n e e r i n g s c h e m em u l t i o b j e c t i v ed e c i s i o n m a k i n g ，a n d ，t h ec o m p r e h e n s i v ed e c i s i o n m a k i n gw o r k o f h y d r o p o w e re n g i n e e r i n gp l a nc a nb es t a n d a r d i z e da n dp r o g r a m m e d ( 2 ) q u a n t i f i c a t i o na n ds t a n d a r d i z a t i o no fa s s e s s i n gi n d e x b e c a u s eh y d r o p o w e r p r o j e c ti sac o m p l e xs y s t e mi n t e g r a t e dm a n yf a c t o r s ，w i t hi n f l u e n c e so nw i d e rs c a l ea n d l a s t e df o ral o n gt i m e ，a n dt h em o s ti m p a c tf a c t o ra r ed i f f i c u l tt oc o l l e c to rd i f f i c u l tt o d i r e c t l yq u a n t i t a t i v ec a l c u l a t e ，s om a n yi n d i c a t o r sc a no n l yq u a l i t a t i v e l yd e s c r i p ta n d s u m m a r i z e i no r d e rt om a k et h e s eq u a l i t a t i v ei n d e x e s ，t h i sp a p e ru s e ss e t v a l u e d s t a t i s t i c st or a l l yd i f f e r e n te x p e r t so nt h i si n d e x se v a l u a t i o no p i n i o n s ，i n t r o d u c i n gt h ef a l l o fs e t v a l u e ds t a t i s t i c st o q u a l i t a t i v ei n d e x e sm o r eo b j e c t i v e l ya n dr e a l i s t i c a l l y ；p l u s ， b e c a u s eo ft h ea t t r i b u t ea n df e a t u r e so fe v e r yi n d e xa r en o ti d e n t i c a l ，n oc o m p a r a b l e ， i n d e x e sn e e db en o r m a l i z e db e f o r ec o m p r e h e n s i v eo p t i m i z a t i o n t l l i sa r t i c l ec h o o s e st h e l i n e a rn o n - d i m e n s i o n l e s sm e t h o dt os o l v et h eu n i f i e dp r o b l e m ，n a m e dr a n g e t r a n s f o r m a t i o nm e t h o d t h eb a s i ci d e ai st h a tt h eb e s ta t t r i b u t ev a l u e sa r en o r m a l i z e di n t o 1 ，t h ew o r s tp r o p e r t yv a l u e sa r en o r m a l i z e di n t o0 ，t h er e s to ft h ep r o p e r t yv a l u e sw e r e u s i n gl i n e a rd i f f e r e n t i a lv a l u em e t h o d t og e ti t ss t a n d a r d i z a t i o nv a l u e ( 3 ) t h ee s t a b l i s ho fm u l t i o b j e c t i v ed e c i s i o n - m a k i n gm o d e lo fh y d r o p o w e rp r o j e c t p l a n n i n gs c h e m eb a s e do nv a g u es e tt h e o r y b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ea d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e so fs u b j e c t i v e l ya n do b j e c t i v e l yw e i g h t i n gm e t h o d ，t h i sp a p e rd e t e r m i n e s t h ei n d e x ss u b j e c t i v ew e i g h tb y u s i n ga n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) ，t h e nc a l c u l a t e o b j e c t i v ew e i g h to ft h ei n d e x e sb yu s i n ge n t r o p ym e t h o dt oc o r r e c tt h ei n d e x sw e i g h t t h i sm e t h o dt a k eb o t ht h es u b j e c t i v ee x p e r i e n c eo fp o l i c y m a k e r sa n de x p e g sa n dt h e r u l e si n f o r m a t i o no fo b j e c t i v ed a t aa n dm a t e r i a li n t o a c c o u n t ，o v e r c o m et h es i n g l e w e i g h t so n e - s i d e d n e s s ，i sak i n do fc o m p r e h e n s i v em e t h o df u s i n go fs u b j e c t i v ew i t h o b j e c t i v e s c h e m e sc o m p r e h e n s i v ed e c i s i o n - m a k i n gu s ev a g u es e t m u l t i o b j e c t i v e d e c i s i o n - m a k i n gm e t h o db a s e do nt h ee u c l i d e a nn o r m ，t h i sm e t h o di sf u l l yc o n s i d e r st h e t h ei n f o r m a t i o no fm e m b e r s h i p ，t h e n o n m e m b e r s h i pa n dh e s i t a t i o nd e g r e e s ，i n p r o c e s s i n gt h ei n f o r m a t i o no ff u z z i n e s sa n du n c e r t a i n t yh a ss t r o n g e ra b i l i t y ，b e t t e ra n d m o r ea c c u r a t e l ye x p r e s sf u z z yi n f o r m a t i o n ，a n dh a sm o r ef l e x i b i l i t ya n dp r a c t i c a b i l i t y ( 4 ) c a s es t u d y t ot e s tt h ef e a s i b i l i t ya n dr a t i o n a l i t yo ft h et h e o r ya n dm e t h o d t h i s a r t i c l ew i l li n t r o d u c et h ef o r m a t i o no ft h et h e o r yi n t oz h a n g h e w a nh y d r o p o w e r p r o j e c t ， t h ez h a n g h e w a nh y d r o p o w e rp r o j e c tp r o g r a mi so p t i m i z e d k e yw o r d s ：w a t e rc o n s e r v a n c ya n dh y d r o p o w e rp r o j e c t s ；d e c i s i o n m a k i n gi n d e xs y s t e m ； c h r o m a t o g r a p h ya n a l y s i s ；e n t r o p yw e i g h t ；g u a r a n t e e i n gs e t ；m u l t i o b j e c t i v ed e c i s i o n 目录 11 者论1 1 1 选题背景及研究意义1 1 2 多目标决策方法发展及的国内外研究现状3 1 3 本文研究内容6 2 水利水电- t 程规划的各影响因素分析8 2 1 技术影响因素分析8 2 2 经济效益影响分析。9 2 3 社会影响因素分析9 2 4 对生态环境影响分析l1 2 5 风险因素分析l l 3 水利水电工程规划方案决策指标体系建立及其量化处理一1 3 3 1 水利水电工程规划方案决策指标体系的建立原则1 3 3 2 决策指标体系建立的步骤l3 3 3 水利水电工程规划方案决策指标体系的建立1 4 3 4 决策指标的预处理1 6 4 水利水电工程决策指标权重的确定方法。2 0 4 1 权重确定方法介绍2 0 4 2 权重确定方法的选取2 1 4 3 层次分析法2 2 4 4 熵技术修正权重2 4 5 水利水电工程规划方案多目标决策的理论基础与方法2 6 5 1 规划方案优选决策的理论基础2 6 5 2 基于v a gu e 集的多目标决策方法2 6 6 实例应用3 0 6 1 工程概况3 0 6 1 1 自然概况3 0 6 1 2 社会条件概述31 6 2 张河湾抽水蓄能水电站的规划方案多目标决策模型3 2 7 结论与展望3 8 7 1 总结3 j b 7 2 展望3 8 参考文献4 0 在读期间发表的论文4 3 作者简历4 4 致谢4 5 水利水电f j 程规划方案多目标决策方法研究 1 1 选题背景及研究意义 1 1 1 选题背景 1 绪论 近半个t h = 纪以来，我国水利水电建设事业有了飞跃的发展，特别是近二十年来，建设规模 大，速度快，技术创新多，令世界水利水电同行瞩目。尽管我们已取得了很大的成就，但我国 水利水电开发仍潜力巨大。从国家发改委能源局所提供的数据可以看出【l 】：中国的水能资源理 论蕴藏量居世界第一，比较丰富，技术可开发装机容量5 a 亿千瓦，其中经济可开发装机容量 约4 亿千瓦，到2 0 0 6 年底，中国已建成水电装机容量1 2 9 亿千瓦，开发利用程度不足3 0 ， 与发达国家的开发程度6 0 7 0 相比还有很大的差距，因此我国的水能资源开发j ：作仍显得任重 而道远。 众所周知，开发水电是根据我国国情制定的一项国策。近年来，由于我国经济水平的迅速 提高，农业下业大力发展，对于电力需求量也相应增加。根据中国水能资源发展规划，2 0 0 1 2 0 1 0 年，我国水电装机达到1 6 亿l ( w ，预计到2 0 2 0 年水电装机容量达到2 9 亿k w l 2 1 。水利水电工 程的建设不断增多，过多的水利水电_ 丁程建设项目难免会对自然环境，人文环境产生相当的不 利影响。随着社会对可持续发展的重视，在水利水电一 程建设中的生态环境、水库移民等方面 的问题日益引起社会各界的关注，甚至在中国水电是否要加快发展等问题上也产生一些争议 【3 ，4 】。从我国水利水电发展规划来看，2 0 2 0 年全国常规水电装机目标达到2 9 亿k w 并不是一件 简单容易的事情，但又是不得不努力做好的事。因为随着社会经济得发展，对电能的需求日益 增加，而我国的水能资源储量又非常丰富，开发水利水电无疑是强大的电能支撑；另外，由于 现在能源资源的日益短缺和环境污染压力的日益加剧，水利水电己成为不可多得的清洁可再生 能源；再则，我国西南地区贫困落后，也需要水电开发类的项目拉动经济的发展。那如何做好 这件事呢? 首要考虑的是水利水电工程在哪里适合开发，开发到什么程度，其可行性、科学性 必须经得起推敲和质疑，这些都是必须得经过相关专家反复论证才可确定的。近年来我国对能 源安全和能源可持续发展问题尤为关注，就其问题的本质而言是能源、资源和环境的矛盾问题。 从经济社会发展大背景来看，中国正处于经济建设与社会发展的重要时期，持续高速的经济增 长和工业结构重型化的趋势使我国电力需求大幅度增长，与此同时，所带来的生态环境影响以 及社会环境影响成为阻碍我国水资源源可持续发展的重要问题。要想以最小的经济、社会和环 境成本满足不断增长的能源需求，妥善解决我国水能资源发展与其对社会、环境的不利影响的 矛盾，必须考虑水资源的可持续利用问题。因为中国水资源的可持续利用直接影响到国民经济、 社会发展以及生态环境，直接关系到全面建设小康社会目标的实现【5 7 】。 规划设计是水利水电工程建设的首要环节，是整个工程的灵魂。个好的设计方案对于确 保工程的安全、节约投资、提高经济效益起到关键作用。根据十七大报告，我国要加强能源资 源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力；开发和推广节约、替代、循环利用和治理污染 河北农业人学硕十学位( 毕业) 论文 的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，保护十地和水资源，建没科学合理的能源资源 利州体系，提高能源资源利川效率。冈此为了使水利水电i ：程建设满足能源可持续利刚原则， 在：啊坚规划阶段就要根据可持续发展目标要求，使水利水电一l 程规划方案不仅要能取得好的经 济效益， 而且要能实现较好的社会、 生态利环境效益。这就要求对水利水电f ：程规划方案要 从经济、社会和生态环境等各方面进行全面的综合评价，并以综合评价结果作为决策依据。 目前，我国的水利水电：i ：程规划方案的决策仅仅只是从经济效益方面进行评价比选，但是 单凭从经济，尤其是从财务角度来评价水利水电上程项目能够带来的效益产出是不够的也是不 合理的。因为水利水电工程项目投资大、工期k ，它所涉及的影响因素多而且复杂，波及范围 广而深。例如水利水电上程除了它的社会服务性，对。l 程所在区域气候、水质、地下水位、生 物物种、地质构造等自然冈素也会产生影响，然而这些环境影响与效益一般难以通过市场价格 来度量，若仅用经济定量指标，难以反映处工程项目对社会产出的全部影响价值。因此传统的 工程评价对一个项目的可行性及合理性，主要从经济效益方面判断，单方面考虑经济因素的作 用，而忽视其他因素的作用，以经济收益水平的高低决定项目的取舍，其结果只会导致经济的 可行而其他方面上的不可行。针对这种对水利水电工程建设项目重视经济效益i 忽视社会影响 和环境影响的新形势和新问题，如何以科学发展观为指导，采取正确的对策和措施，实现水利 水电可持续发展成为一个值得重视的课题【8 j 。在这样的背景下，研究探讨水利水电工程开发规 划与经济、生态环境、社会环境协调发展更具现实和长远意义。 进入2 1 世纪以来我国加大了对工程项目的生态环境影响和社会影响评价。因此在水利水 电开发规划中，也应将生态和环境等冈素列入方案决策考虑范围中，根据实施后产生的正面和 负面影响，对水利水电工程规划方案进行科学优化，既可以避免或减缓水利水电开发工程建设 不利影响，又可以使工程建成后产生尽可能人的效益。我国的水利水电工程环境评价研究工作 开始于2 0 世纪7 0 年代末，经历了由点到面再到体的的研究和实践过程，从注重当前评价发展 到当前评价与长远预测相结合，从质量评价发展到经济评价，从单纯评价发展到对对策、实施、 反馈、再对策的完整过程评价。我国的建设项目社会评价开展的比较晚，直到1 9 8 9 年初，才开 始讨论社会评价的的理论。目前大型水利水电工程环境和社会影响评价制度己较为完备，不仅 构建了水利水电工程环境影响评价的理论框架，并且初步建立了影响评价指标体系，取得了大 量研究成果。但是如何综合自然、社会、经济等因素，构建多维的、全方位的水利水电工程项 目评价理论体系，定量评价指标影响程度，全面反映水利水电工程方案的综合评价结果，仍将 是一项任重而道远的工作。 1 1 2 研究意义 我国是世界上兴修水利最早，拥有水利设施数量最多的国家之一。特别是建国以来，我国 修建的水利水电工程数量之多，工程规模之大，均位居世界首位。近年来，随着长江三峡水利 枢纽和南水北调工程的修建，我国义开始了一个新的水利工程建设的高潮。水利工程投资巨大， 仅在“十五”期间，我国水利建设就累计完成固定资产投资3 6 2 5 亿元，相当于1 9 4 9 - 2 0 0 0 年全 国水利同定资产投资的总量，而未来大规模的水利水电：1 二程建设仍将需要大量的资金投入。因 此，综合提高水利水电：i = 程项目的经济、社会、环境效益，全面分析工程项目的技术、经济、 2 水利水电：科规划方案多日标决策方法研究 社会和环境方面的可行性，提高项目的经济、社会、环境效益，减轻或消除项目对社会、对环 境的不利影响，得以持续发挥其综合效益是保证水利水电建设进一步发展的前提。水利水电 程的兴建可以获得自然再生的清沽能源，是实现能源可持续开发利j h j 目标的有效手段和主要途 径之一，在经济、社会的发展过程中起着重要的作用。而实现水利水电朋掣项目规划方案决策 科学化、合理化，提高项目综合效益及其可持续发展潜力，必须对水利水电l 科项目进行科学 的评价与分析，全面考察项目的经济、社会、环境方面的可行性，趋利避害，使项目与社会、 环境的持续发展相适应，走可持续发展的道路。冈此，水利水电【：程决策就是应从从多角度出 发，客观、真实的进行科学评价与分析，从而了解水利水电一l 样的性质、程度以及影响的动态 变化及其原因与规律，这是- t 程项目方案决策的一项重要内容。但是，目前有关水利水电工程 项目决策的多目标的理论与方法还存在许多需要完善的问题，并且方案比选上作还停留在只考 虑经济因素，其他影响因素定性分析阶段，不利于项目的全面了解，因此，深入研究合理的方 案优选理论、方法即多目标综合评价，亦即从技术、经济、社会、生态环境和风险等方面，运用 系统工程的思想和方法，定性分析和定量分析相结合，对工程方案进行较全面和客观的描述和评 价，是迫切而又实际的。 在水利水电工程建设规划方案的决策研究中，每一工程项目方案的选择都是一个综合性的 技术经济问题，也是一个多目标决策的系统分析问题。水利水电上程通常都有除害、兴利的综 合作用，不仅具有经济效益而且还可带来巨大的社会效益和生态环境效益。在水利水电工程方 案的选择中，仅根据技术上可行，经济效益最人已很不完全，往往造成许多意想不到的不良后果。 传统的对水利水电工程规划方案在进行经济评价时，重点在分析计算能够定量的并以货币形式 表示的那部分经济、财务和其它效益，而对不能用数字计量的定性方面的冈素，一般只进行叙 述性的分析，片面强调社会经济效益，而对水利水电t 程对生态和社会环境的影响重视不够， 会招致k 久的不利后果。因此水利水电t 程项目的建设也必须以人类k 远生存利益为基本出发 点，应以一个生态、经济、社会一体的观念米评价水利一f ：程项目的建设，保证长远发展的各方 面效益，何况我国是人口众多而人均资源严重不足的发展国家，更应努力做好水利水电项目的 经济、社会、环境三方面效益协调统一。因此有必要在实际工程的规划设计阶段，在常规水利 水电工程规划中经济分析和财务分析的基础上，综合考虑社会环境和生态环境等多方面的因素， 建立全面的评价指标体系及层次结构，再应用数学模型的一些原理对方案进行评价，以评判水 利水电工程建设给受影响区域带来的正面和负面影响，使工程决策者在进行水利规划时有可靠 的依据。 1 2 多目标决策方法发展及的国内外研究现状 1 2 1 多目标决策理论发展 综合评价是多目标决策理论研究的重要内容，由于其在工程系统和社会、经济、管理等各 个领域的普遍存在性，因而在社会经济的各个领域得到极为广泛的应用，如投资决策、项目评 估、方案选优、工厂选址、产业部门发展排序、经济效益综合评价等等9 o l 。 3 河北农业人学硕十学位( 毕业) 论文 多目标决策问题是对具有多个目标的有限方案进行排序与优选的问题。人们常常要对有限 个方案集的备选方案进行综合评价，比如在水利水电工程建设的过程中，要进行施r t 导流，由 于导流方案直接影响着施_ 丁导流：程的规模、主体： 科施 安全、施。r ：总工期及工程投资，因 此，要考虑l 程所在河段的地形、地质条件、河流水文特性等自然因素和主体一j ：程枢纽布置特 点、施1 ：导流方式选择要求、施r j 【：期限制条件、施r 技术力量、施一l ：设备及物资、资金等等 众多i ：科冈素，确定一个合理的导流方案。可见，多目标决策作为一个_ r ：具在解决- 1 ：程技术经 济管理、军事和系统f ：程等众多方面的问题也越来越显示出它的强人生命力。但是多目标决策 作为门学科，还是在近五十多年来才真正形成为一门完整独立的的科学体系。最早是在1 8 9 6 年，v p a r e t o 提出的向量优化的概念涉及到了多目标概念，他从经济学的角度把本质上不可比 较的多个目标化成单个目标进行优化求解，即现在使用的p a r e t o 最优概念。直到1 9 4 4 年，多 目标决策的理论和方法才逐步发展起来，j v n e u m a e e 和0 m o r g e n s t e m 从对策论角度提出了彼 此矛盾情况下的多目标决策问题，标志着近代意义上多目标决策的诞生。1 9 5 1 年，美国经济学 家k o o p m a n s 从有限资源的合理分配与使用问题中提出了多目标决策问题，首次使用了有效向最 的概念，这就是现代多目标决策非劣解概念。1 9 6 1 年，c h a m e s 和c o o p e r 引入了目的规划法， 其准则是使目标值和实际值两者之差的绝对值达到最小。1 9 6 4 年，a u m a n n 对多目标决策问题 提出了效用函数的概念。1 9 6 8 年，多目标学科自学者j o h n s o n 系统地提出了多目标决策模型的 研究报告以后开始迅速发展。到了二十世纪七十年代，1 9 7 2 年第一次多目标决策会议在美国 s o u t hc a r o l i n a 大学召开，会议出版的论文集成为多目标决策研究的经典文献；1 9 7 6 年， r l k e e n y 和h r a i f a t s 对发展多属性效用理论做了很大贡献；与此同时，美国学者s a t t y 提出了 著名的层次分析( a h p ) 法，多目标决策技术的发展加快，为这一学科体系的建立打卜坚实的基 础叫3 1 。后来到了八十年代，又有大量的学者关于多目标决策技术的专著陆续出版，多目标决 策理论和方法得到了进一步完善。 1 2 2 多目标决策方法及其研究现状 多目标投资决策是目前决策活动中人们经常遇到的一类决策问题。方案决策结果的好坏， 直接关系到各投资目标能否实现，也直接关系到方案实施的综合效益。 目前多目标决策大多采用的方法为模糊数学法、目标规划法、a h p 法、属性评价、灰色理 论等方法。从二十世纪九十年代开始，随着电脑技术的发展，研究人员又提出了基于人工智能 技术、神经网络、遗传算法和粗集理论的决策方法【1 4 1 。如1 9 9 3 年c m f o n s e c a 在第五届国际遗 传学会议上提出了基于遗传算法的多属性决策问题；v a n g j b 和w a n g j i n 等人提出了用证据推 理理论来处理不确定性混合多属性决策问题的重要方法，即e r 法；2 0 0 2 年，a z i b i r 等提出了 基于规则的分类模型；同年，s a l v a t o r e o r e e o 提出了基于粗集理论的多属性分类方法。目前为了 解决f u z z y 集理论的一些不足和研究出更接近于人类思维模式的模糊信息处理方法，台湾学者 w l g a u 和d j b u e h r e r 提出v a g u e 集理论【l 纠，该理论是对f u z z y 集理论概念的推广，与f u z z y 集相比较，v a g u e 集能够更好和更准确的表达模糊信息。此理论也是本文工作的基础，在论文 的研究中将作专门介绍。 从以上所述各个文献中可知，目前国内外研究者在构建优选决策数学模型的时的般顺序 4 水利水电l ：稃规划方案多目标决策方法研究 就是先确定并鼍化影响方案优选的决策指标，然后给出各决策指标的权值，采用决策方法综合 各决策指标的若异并评定备选方案，从而选出最优的方案。概括总结构建优选决策数学模型主 要涉及如卜- 四个方面： 影响冈子及决策指标体系； 决策指标的量化及其规范化； 决策指标的权值； ， 多目标决策方法。 1 2 3 水电工程中多目标决策研究方法的研究进展 根据能源可持续发展理论，水利水电t 程的建设要在不损害后代利益的情况下满足目前需 求的发展，使经济发展、社会发展和环境保护三部分有机地结合起来，使之既独立又互相制约。 成功的水利水电工程取决于对政策的深入了解以及对资金、技术、社会和环境资源的恰当运用。 就可持续性而言，水电对提高经济可行性、保护生态统以及促进社会公平具有巨大的潜力。只 要经过精心设计、施工以及运行的水利水电1 ：程都可以为实现可持续发展做出重大贡献。 水利水电规划方案优选是目前水电开发研究的热点，它是一个复杂的系统问题，它涉及经 济技术、水能资源的合理开发利用、生态环境保护与上程建设风险等诸多因素，决策的目的是 综合考虑各影响冈素在诸多备选方案中选出一个最合理的方案，以作为决策时的依据u 引。许多 研究者采用了不同的方法，文献 1 7 依据模糊数学的基本理论，提出了模糊优选水电站正常蓄水 位的模型。文献 1 8 采用基于熵的投影决策法，即直接根据各方案和相应的指标值构成的判断 矩阵来计算评价指标的熵，并利用指标值的熵确定其熵权，从而确定各指标的权重，然后应用 投影法对方案进行择优。文献 1 9 采用模糊优选模型对梯级水电开发排序，得剑梯级水电该开 发排序方案。文献 2 0 利用属性识别的基本理论矛方法，以表征评价指标特征值之间差异性的 变异系数作为权重，建立了水利水电规划方案综合优选的属性识别模型，该模型充分利用了原 始数据中的信息，在一定程度上减少了权重确定的主观性。文献 2 1 利用灰色层次分析对水库 正常蓄水位方案进行选择的新方法，该方法通过挖掘、观测和捕捉水库正常蓄水位方案指标形 成过程中的深层信息，将各指标权重值的确定建立在现实、客观和公正的基础上。应用该方法 对三峡水库正常蓄水位方案进行了分析研究，该方法概念清晰、计算简便实用。文献 2 2 2 3 采用人工神经网络方法研究水电规划方案的优选问题。文献 1 6 将系统分层理论应用到水电工 程中，将水利水电工程系统作为一个由不同层次组成的独立系统，认为它包含着若干个子系统， 每个子系统又由一些更小的部分组成，采用定量和定性结合的系统思想和方法来处理。系统方 案的优劣由若干个评价因素或指标的特征值来描述。根据系统可分性原理，将评价因素按其属 性分解为若干个子系统，然后逐一地对每个子系统进行方案集的优劣评价，确定子系统中各方 案从属于“优”的程度。即从系统的最低层次出发，逐一地对每一层次进行灰色优劣评价，最后 可得到系统方案的优劣排序。文献 2 4 针对水利水电工程开发方案优选具有多目标、多层次等 特点，建立灰局势决策模型并应用变异系数法确定评价指标权重，利用该模型对灌区改建扩建 规划方案进行优选，结果表明这是一种有效的方法。文献 2 5 1 建立了综合考虑项目的多种因素 的水利工程开发方案选择的多目标决策灰色关联投影模型。文献 2 6 】大连理工的陈守煜教授系 5 河北农业人学硕十学位( 毕业) 论文 统地建立了结构性、非结构性、半构性模糊多目标决策单元系统理论、模型与方法，并在土木 上程、水利：r 程等领域得剑广泛应用。 1 3 本文研究内容 水电工程规划设计方案综合优选是一个涉及经济、社会、生态和技术等方面的并需要各层 次的许多决策人员参加的复杂的多层次多目标决策问题。其特点主要有： ( 1 ) 备选方案集是由有限个离散的初始方案构成的。 ( 2 ) 要比较初始方案间的优劣，只有在完备的决策指标体系的基础上才能进行。 ( 3 ) 决策指标是定量与定性相结合的，且指标数目较多。 ( 4 ) 要比较初始方案间的优劣，需要确定决策指标的权重。 ( 5 ) 需要根据一个或一组附加准则米对方案集进方行优化排序。 本研究是在参考大量文献资料的基础上，通过定性分析与定量分析相结合、理论分析与实 证分析相结合、政策研究与案例研究相结合等基本分析手段，针对水电工程的特点进行了详细 地整理和深入地研究分析，采用多目标决策方法，对水利水电：r 程的备选方案的进行综合评价， 为综合决策提供依据。从而将水利水电开发的不利影响降低至最小程度，效益提高到最大。最 后以张河湾抽水蓄能水电站为例，对该工程规划备选方案进行综合评价和优选，推荐水利水电 开发最优方案。主要内容如下： ( 1 ) 从综合考虑水利水电工程经济、生态环境、社会环境等各影响因素的角度，通过分析 水利水电开发工程各影响冈素，探索水电开发规划方案的评价指标体系。 ( 2 ) 根据指标体系建立的科学性、代表性、可行性、系统性等原则，对各主要影响因素进 行筛选，建立水利水电一i ：程方案决策的评价指标体系，并对各指标值的量化方法进行细致研究。 ( 3 ) 确定评价指标权重 在分析主观赋权法和客观赋权法优缺点的基础上，采用层析分析法确定指标的主观权重， 然后再用熵值法确定的客观权重对其进行修正，