若干新型智能算法优化极限学习机在区域人水和谐度评价中的应用

为科学量化和评价区域人水和谐度,改进极限学习机(ELM)评价性能,提出野狗优化算法(DOA)、哈里斯鹰优化(HHO)算法、均衡优化(EO)算法、卷尾猴搜索算法(CapSA)、鸽群优化(PIO)算法与ELM融合的人水和谐度评价模型,通过云南省2006-2020年人水和谐度评价实例对模型进行验证.首先,简要介绍5种算法原理,在不同维度条件下选取4个标准函数对DOA、HHO、EO、CapSA、PIO算法进行仿真验证;其次,从水系统健康、经济社会发展、人水系统协调3个方面遴选18个指标构建人水和谐度评价指标体系和等级标准;最后,采用线性内插和随机选取的方法生成样本构建ELM适应度函数,利用DOA、HHO、EO、CapSA、PIO对适应度函数进行寻优,利用寻优获得的最佳ELM超参数建立DOA-ELM、HHO-ELM、EO-ELM、CapSA-ELM、PIO-ELM模型对实例各年度人水和谐度进行评价,结果与模糊综合评价法、ELM评价结果作对比.结果表明:DOA、HHO、EO、CapSA、PIO算法对4个标准函数的寻优精度由优至劣依次是HHO>PIO>DOA>CapSA>EO;对ELM适应度函数的寻优精度由优至劣依次是HHO>DOA>EO>CapSA>PIO.DOA-ELM、HHO-ELM、EO-ELM、CapSA-ELM模型对预测样本预测的平均绝对百分比误差在0.0124%~0.0198%之间,预测精度较PIO-ELM提高26.9%以上,较ELM提高84.6%以上;对实例2006-2011年人水和谐度评价为“不和谐”,2012-2018年评价为“基本和稭”,2019-2020年评价为“较和谐”;近15年来云南省人水和谐度总体上呈上升趋势,且上升趋势显著.DOA、HHO、EO、CapSA、PIO算法均能有效优化ELM超参数,提高ELM预测性能;DOA、HHO、EO、CapSA优化效果要优于PIO算法.

基于变权法的南宁市人水和谐度评价

针对固定权重不考虑权重随评估值变化的现象,采用变权法,以健康度、发展度及协调度为准则,选取18个指标,通过单指标量化、多指标综合、多准则集成和权重确定对南宁市2011~2015年人水和谐程度进行量化研究。结果表明,南宁市人水和谐度不断提高,由2011年的0.580 8上升至2015年的0.738 6,总体上处于较为和谐状态的中等档次;变权法确定的权重跟随指标值变化,使三大准则基值与变化幅度均大于固定权重,进而求取的人水和谐度更优;建议南宁市以"海绵城市"为契机,不断落实节水型社会建设最严格水资源管理制度相关措施,保持人水和谐良好状态,进一步实现人水和谐,从而保证社会经济健康发展。

基于五元联系数和博弈辨识的人水和谐度评价研究

进行了人水和谐度量化研究,对分析人水关系、实现人水和谐具有重要意义。研究主要基于五元联系数和博弈辨识的结果进行评估计算。该方法利用五元联系数确定待评系统与不同级别的评价标准之间的联系数,按照博弈辨识结果确定各单指标的权重,通过确定和谐度计算的指标体系及标准、构造集对、确定单指标联系分量、确定综合联系数、确定联系分量系数、确定评价结果等步骤开展。并以郑州市为例,对研究区分别采用SMI-P法与集对分析进行人水和谐度评估,采用博弈辨识结果确定权重。与现有研究成果进行对比,结果整体接近,但个别年份有较大差别。博弈辨识确定的权重对最终结果产生了较大影响,更符合实际。

基于综合权重SMI-P法的郑州市人水和谐度评价

以郑州市为研究区域,在全面系统分析人-水系统的基础上,采用单指标量化-多要素集合-多准则集成法(SMI-P),构建郑州市人水和谐度量化评价模型,以健康度、发展度、协调度为控制要素,选取与控制要素相关的指标建立评价指标体系,采用层次分析法-模糊变权法确定综合权重,对郑州市2011—2020年人水和谐情况进行分析研究。结果显示:2011—2020年郑州市人水和谐度呈上升趋势,并在2020年达到较为和谐的状态。但郑州市人水和谐度仍较低,需要在废水排放量过多和水资源量过少这两方面采取科学方案进行有效处理。

基于综合权重SMI-P法的广西人水和谐度量化评价

以广西壮族自治区为例,采用SMI-P法构建广西区域人水和谐度量化评价模型。在全面分析水系统和人文系统的基础上,以量化的人水和谐度为目标,以健康度、发展度和协调度为控制要素,选取与控制要素相关的23个指标建立评价体系,采用层次分析-模糊变权法确定权重,对广西区域2010-2015年人水和谐情况进行分析研究。结果显示,广西区域"十二五"期间在协调水系统健康和发展关系之间做出了较大的努力并取得明显成效,人水和谐度总体呈稳步上升态势。同时,良好的人水和谐发展态势可为今后"十三五"和"河长制"等工作顺利开展提供信心和决策参考。

人水和谐评价指标及量化方法研究

本文论述了人水和谐的概念和内涵,并以健康、发展、和谐三大量化准则为框架,构建了人水和谐量化指标体系。通过单指标的定量描述、多指标的综合描述以及多准则的集成方法,量化了人水和谐程度等级,提出了人水和谐度的计算方法;最后通过郑州市应用实例表明,本文所建立的指标体系和计算方法是可行的。