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基于多目标算法的LID设施布局优选
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作者 刘大为 李红艳 +2 位作者 张峰 张翀 郝景开 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期1-5,14,共6页
为解决传统低影响开发(LID)设施空间布局时受主观因素导致径流控制成本高及控制效果差的问题,以山西省原平市经济开发区为例,对比分析了NSGA-Ⅱ、CCMO、NSGA-Ⅲ与MOPSO等4种多目标优化算法对LID设施布局比例优化问题的求解结果与性能评... 为解决传统低影响开发(LID)设施空间布局时受主观因素导致径流控制成本高及控制效果差的问题,以山西省原平市经济开发区为例,对比分析了NSGA-Ⅱ、CCMO、NSGA-Ⅲ与MOPSO等4种多目标优化算法对LID设施布局比例优化问题的求解结果与性能评价指标,以此提出研究区域的最佳方案。结果表明,CCMO算法较为适合优化LID布设比例。根据不同重现期,选择近期、中期和远期三种方案,建设成本分别为1 724×10^(4)、1 972×10^(4)、2 448×10^(4)元,在不同重现期下的平均洪峰流量削减率分别为72.0%、81.2%、90.8%。多目标算法优化LID设施布局后,通过较低的LID设施建设成本达到较优的洪峰削减效果,为缓解城市内涝提供决策支持。 展开更多
关键词 多目标优化算法 LID设施布局 建设成本 洪峰削减 城市内涝
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基于元启发式算法优化的新乡市洪水风险评价
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作者 李红艳 郝景开 +3 位作者 刘大为 张峰 毛立波 王有理 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期104-112,164,共10页
为提高新乡市洪水风险评价模型的评估能力,采用层次分析法(AHP)、逻辑回归(LR)模型、BP神经网络、随机森林(RF)模型以及结合元启发式算法粒子群优化(PSO)的PSO-BP模型和PSO-RF模型6种方法对新乡市进行洪水风险评估,生成包含200个洪水位... 为提高新乡市洪水风险评价模型的评估能力,采用层次分析法(AHP)、逻辑回归(LR)模型、BP神经网络、随机森林(RF)模型以及结合元启发式算法粒子群优化(PSO)的PSO-BP模型和PSO-RF模型6种方法对新乡市进行洪水风险评估,生成包含200个洪水位置的洪水清单图。选择9个洪水影响因子,采用方差膨胀因子分析了洪水影响因子与洪水发生的相关性。利用混淆矩阵和受试者工作特性曲线对比6种洪水风险评估方法的评估能力,最后获得6种方法的洪水风险分布图。结果表明:PSO-RF、PSO-BP模型的评估效果优于单一算法,受试者工作特性曲线下面积分别为0.953、0.947;根据得到的洪水风险分布图,新乡市至少36.5%的地区被列为高度易受洪水影响的地区,耦合元启发式算法后的洪水风险评价模型具有更高精度。 展开更多
关键词 洪水风险评价模型 元启发式算法 洪水风险分布图 受试者工作特性曲线 新乡市
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基于MCDM-BPNN的城市内涝风险评价及调蓄池选址
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作者 郝景开 李红艳 +3 位作者 张峰 张翀 毛立波 刘大为 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期214-221,共8页
为建立一套较为完善的城市内涝风险评价体系,并据此确定调蓄池位置,首先,从积水风险、超载风险和边侧进流量3个维度构建评价指标,设计一种包括改进层次分析法(IAHP)、反熵权法(AEW)和优劣解距离法(TOPSIS)的混合多准则决策框架(MCDM);然... 为建立一套较为完善的城市内涝风险评价体系,并据此确定调蓄池位置,首先,从积水风险、超载风险和边侧进流量3个维度构建评价指标,设计一种包括改进层次分析法(IAHP)、反熵权法(AEW)和优劣解距离法(TOPSIS)的混合多准则决策框架(MCDM);然后,将IAHP-AEW-TOPSIS模型分别与IAHP-TOPSIS、AEW-TOPSIS模型对比,通过斯皮尔曼排序相关系数验证排序一致性,通过计算变异系数、相对极差和灵敏度证实IAHP-AEW-TOPSIS模型的性能;最后,结合反向传播神经网络(BPNN),建立MCDM-BPNN模型,并以山西省某一内涝易发区域为例进行验证。结果表明:积水风险对城市内涝风险评价体系的影响最为显著,所占权重为0.46,其次为超载风险,所占权重为0.36;节点位置与连接管道数量很大程度上对该节点的内涝风险产生影响,在管道汇接处或汇流面积较大处内涝出现更为频繁;IAHP-AEW-TOPSIS模型在样本判别方面具有更好的性能;在5年与10年重现期下,MCDM-BPNN模型验证集准确率分别为93.3%和100%,能够准确快速模拟和预测城市洪水;应用案例设置调蓄池后,高、中、低风险节点数量分别为7、9、30和6、19、21,内涝溢流削减效果显著。 展开更多
关键词 多准则决策框架(MCDM) 反向传播神经网络(BPNN) 城市内涝 风险评价 调蓄池
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GT-GRA-TOPSIS在雨水调蓄池选址及数量优化中的应用
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作者 李红艳 张翀 +3 位作者 郝景开 崔佳丽 史文韬 毛立波 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期832-840,共9页
【目的】为有效减轻极端暴雨天气造成的城市洪涝问题,开展了对城市雨水排水系统(USDS)中雨水调蓄池(SST)的选址及数量优化的研究。【方法】采用博弈论(GT)思想将层次分析法(AHP)获得的主观权重与改进熵值法(IEVM)获得的客观权重组合赋权... 【目的】为有效减轻极端暴雨天气造成的城市洪涝问题,开展了对城市雨水排水系统(USDS)中雨水调蓄池(SST)的选址及数量优化的研究。【方法】采用博弈论(GT)思想将层次分析法(AHP)获得的主观权重与改进熵值法(IEVM)获得的客观权重组合赋权,并与灰色关联分析(GRA)和逼近理想解排序(TOPSIS)相结合,建立了城市内涝与面源污染风险的定量评估框架。根据各节点的相对接近度确定风险等级,风险较高的节点设置SST,根据积水削减率和总悬浮物(TSS)削减率优化SST的数量。以山西省长治市为例,探讨了该方法在不同降雨重现期时城市内涝和面源污染的控制效果。【结果】GRA-TOPSIS法在5 a和10 a降雨重现期时的综合变异系数分别为0.355和0.361,极值均为0.496,均高于单独GRA或TOPSIS.【结论】GT赋权并耦合GRA-TOPSIS的优化方法采用较少的经济投资可较好地消除城市内涝和面源污染风险,为SST的选址和数量优化提供了新思路。 展开更多
关键词 面源污染 博弈论(GT) 灰色关联分析(GRA) 逼近理想解排序(TOPSIS) 调蓄池选址及数量优化 雨水管理模型(SWMM)
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