CN119514897A 基于底泥洗脱的河道清疏方案决策方法、装置及设备 （广州市运通水务有限公司）

输入P中心问题网络优化模型，通过污染扩散风2对河网系统的河道空间分布、断面形态、水文参数和底泥污染特征基于所述河道网络特征数据集进行底泥污染物迁移扩散分析，并基于所述河道底泥污染传播网络模型进行河道底泥污染耦合度计算，将所述河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型，通过污染扩散风险将所述河道空间分布原始数据输入拓扑分析模型，通过节将所述河道水文特征数据作为采样依据，对河道底泥进行分层取根据所述底泥污染物特征数据建立克里金空间插值模型，通过变异对所述河网拓扑结构数据、所述河道形态特征数据、所述河道水文特征将所述标准化河道特征数据输入基于密度的聚类算法模型，通于所述河道网络特征数据集进行底泥污染物迁移扩散分析，并计算节点间污染传播关系，对所述河道网络特征数据集中的水文特征数据进行时间序列离散化将所述污染物迁移基础数据和河道形态特征数据输入自回归模型对所述时间依赖特征序列进行多尺度分解，得到污染物迁移模式数据3对所述网络连接强度数据进行社团划分，得到污染传播关键通道数基于所述节点间污染传播概率矩阵、所述网络连接强度数据和对所述河道底泥污染传播网络模型中的网络传播能力指数进行分级基于所述污染评估指标数据，计算水质安全指数和生态风险指数之间的协同变化系设定水质安全阈值、生态风险阈值和治理响应阈值，并对所述污染对所述节点风险评分数据进行局部莫兰指数和全局莫兰指数计算基于所述风险热点分布数据进行风险区域识别，得到风所述河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型，通过污染扩散风险最小化将所述河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型的数据预处理层，对将所述优化计算基础数据输入P中心问题网络优化模型的约束条件构建层，通过设定对所述多维约束条件集进行清疏位置选择变量构建，通过设定将所述决策变量矩阵输入P中心问题网络优化模型的目标函数构建层，通过构建污染对所述双目标优化函数和所述多维约束条件集进行LINGO求解器配置，通过设定求解将所述优化求解参数输入P中心问题网络优化模型的优化计算层，采用分支定界法对对所述双目标优化函数进行目标平衡分析，通过构建污染扩散风险权重系数4将所述目标平衡参数输入约束矩阵标准化模块，基于主对角线对所述标准化约束矩阵进行线性规划初始化，并设定单纯形法初始基于所述分支策略参数构建整数变量处理规则，并设定整数变量的将所述收敛控制参数输入求解过程监控模块，并设定最大迭代步数和计算时间上限，对所述优化求解参数中的标准化约束矩阵进行松弛处理，并将0_1整数约束转换为连将所述线性规划松弛问题输入单纯形计算模块，并迭代求解得到初将所述分支序列输入分支定界树构建模块，并生成子问题和求解子问题最将所述节点评价数据输入节点遍历模块，并最优深度优先搜索策略对所述可行解集进行清疏方案生成，并将决策变量映射到河道节点的清疏作业方案，分析模块，用于基于所述河道网络特征数据集进行底计算模块，用于基于所述河道底泥污染传播网络模型进行河道底泥污染耦合度计算，5行时使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的基于底泥洗脱的河道清疏方案6将所述河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型，通过污染扩散7机设备执行上述的基于底泥洗脱的河道清疏方P中心问题网络优化理论，构建了以污染扩散风险最小化和清疏资源利用效率最大化为双[0012]本发明实施例提供了一种基于底泥洗脱的河道清疏方案决策方法、装置及设8可以理解的是，本发明的执行主体可以为基于底泥洗脱的河道清疏方案决策装河道空间分布原始数据输入拓扑分析模型，通过计算节点连接度、路径连通性和网络密度等关键参数，生成河网的拓扑结构数据。河网的拓扑结构数据是描述河道网络复杂性的核反映河道的水文状况。将河道水文特征数据作为采样依据，对河道底泥进行分层取样和污染物检测。取样过程基于标准的分层方法，确保不同深度的底泥样本能够全面反映污染物整的底泥污染物特征数据。为了将底泥污染物特征数据转化为空间分布模型，基于克里金空间插值模型建立污染物的空间分布图。该模型通过变异函数计算和交叉验证来优化插值泥污染物空间分布数据进行归一化处理。采用标准化方法，如Min_Max归一化或Z_score归得到标准化河道特征数据。将标准化后的河道特征数据输入基于密度的聚类算法模型，通过计算河道特征向量的欧氏距离和局部密度，提取河道的网络特征数据集。密度聚类算法富信息的河道网络特征数据集。9生态环境的综合影响程度。对污染耦合度矩阵进行底泥污染物释放周期和变化强度的分能够指引清疏资源的有效分配。将决策变量矩阵输入P中心问题网络优化模型的目标函数入P中心问题网络优化模型的优化计算层，采用分支定界法对0_1整数规划问题进行求解。局最优的河网清疏方案。[0019]对优化求解参数中的标准化约束矩阵进行松弛处理，将原有的0_1整数约束转换优化解符合0_1整数规划的基本要求，而约束满足度检验则确认解能够满足所有多维约束其中，Aj是邻接矩阵的元素，若节点i和i直接相连，则A=1，否则A=0。其中，ShortestPath(i,j)表示节点i和i之间的最短路径长度。网络密度(D)则;、水位(h)和含沙量(C)在内的水文要素数据。流量的计算公式为：Q=A污染物种类(T)、浓度分布(c)和空间变异性(oc)。分层取样的结果建立分布函数完成测值c*(x)数据、河道水文特征数据和底泥污染物空间分布数据进行归一化处理。归一化公式为：;(a)和局部密度(p)完成聚类分析。欧氏距离的计算公式为其中，和分别表示第i和第i个样本的第k个特征值，M为特征维度数。设时间范围为T=ft,t;采集水文特征，包括污染物浓度c(t)At=t--得到，其每个分量v,(t)、v,(t)或v(t)表示为：;;;统计量和P值，分析节点间污染传播的因果关系。假设两个节点i和i的浓度序列分别为;污染传播概率矩阵ph，矩阵的每个元素表示节点i到节点i的污染传播概率。对传播概率矩阵ph进行双区对数分布拟合，计算网络连接强度数据。假设传播强度wy满足对数分只有当节点i和i属于同一社团时取1。基于社团划分结果，计算全局效率和局部效率;基于污染评估指标数据，计算水质安全指数和生态风险指数之间的协同变化系安全指数(W)和生态风险指数(R)之间的协同变化系数，以构建污染耦合度矩阵。协同;其中，和分别为水质安全指数和生态风险指数的均值。协同期和变化强度分析，生成污染扩散动态数据。释放周;f这些动态数据捕捉污染物在时间和空间上的变化规律。设定水质安全阈值(ws)、生态风险阈值(RS)和治理响应阈值(GS)，对污染扩散动态数据进为节点i和i的空间权重。全局;(,)和空间扩散指数a,)，得到河道底泥;其中，dy为节点i和i的空间距离。将河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型的数据预处理层，对将优化计算基础数据输入P中心问题网络优化模型的约束条件构建层，通过设定将决策变量矩阵输入P中心问题网络优化模型的目标函数构建层，通过构建污染将优化求解参数输入P中心问题网络优化模型的优化计算层，采用分支定界法对[0028]具体的，将河道底泥洗脱风险分布数据输入P中心问题网络优化模型的数据预处;(dysdnaw)i的河道截面积，v;为节点的流速。河道连通性约束保证任意两节点i和i的间距dy不超过最大允许距离da，以确保清疏方案的连通性：;否清疏节点i，同时设定清疏方式选择变量表示在节点i上选择第k种清疏;(T)和收敛条件U-L≤e或达到最大迭代次数TX。将优化求解参数输入P中心问题网络优化[0029]在一具体实施例中，执行步骤对双目标优化函数和多维约束条件集进行LINGO求将收敛控制参数输入求解过程监控模块，并设定最大迭代步数和计算时间上限，策变量，表示节点是否被清疏y;e0,1?表示资源利用选择，C;为清疏资源参数。为了构;衡参数w1,w2。将目标平衡参数输入约束矩阵标准化模块，对多维约束条件集进行主对;;llAX-b'lls5；TS和计算时间上限Tior[0031]在一具体实施例中，执行步骤将优化求解参数输入P中心问题网络优化模型的优对优化求解参数中的标准化约束矩阵进行松弛处理，并将0_1整数约束转换为连对可行解集进行清疏方案生成，并将决策变量映射到河道节点的清疏作业方案，;;;x。通过这一求解过程，得到节点上界值数据x，每个变量的值表示在松弛问题中;之「1。通过求解每个子问题的最优解，得到活动节点集，每个活动节点代表一个;;y=施例中基于底泥洗脱的河道清疏方案决策装置一计算模块，用于基于河道底泥污染传播网络模型进行河道底泥污染耦合度计算，