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1、河海大學博士學位論文基于CAS的水資源配置研究——以徐州市水資源配置為例姓名:張愛軍申請學位級別:博士專業(yè):技術(shù)經(jīng)濟及管理指導教師:王慧敏20080601摘要水資源是一種十分重要而又特殊的自然資源,中國水資源在時間和空間上的分布很不均勻,水環(huán)境日益惡化,水的供需矛盾十分突出,解決水資源供需矛盾的基本途徑之一是實行水資源的合理配置。而1994年美國的霍蘭教授提出的復雜適應系統(tǒng)(簡稱cAs)理論,對于人們認識、理解、控制、管理復雜系統(tǒng)提供了新的思路,水資源系統(tǒng)作為一個復雜大系統(tǒng),按照CAS理論,可以對水資源系統(tǒng)的若干個相對獨立的自主實體(主體)構(gòu)成的合作共
2、生網(wǎng)絡進行配置與調(diào)度。因此,本項研究具有較先進的理論基礎和較高的實用價值。論文應用cAs的有關(guān)理論,進行水資源的合理配置,具體內(nèi)容如下:(1)論文對CAs理論應用于流域水資源配置進行可行性分析,結(jié)合CAS的基本概念和機制,從聚集、非線性、流、多樣性、標識、內(nèi)部模型、積木七個方面對流域水資源配置的主體行為和系統(tǒng)演化的適應過程進行描述。(2)給出了基于CAs的水資源配置過程,共分三步:第一步確定執(zhí)行系統(tǒng),第二步進行信用分派,第三步應用遺傳算法進行規(guī)則發(fā)現(xiàn)。(3)因此構(gòu)建了復合模型體系來進行水資源配置,復合模型中的核心是配置方案生成模型——二層復合算法模型,
3、該模型上層是模型演化優(yōu)化層,下層是主體演化層。上層采用遺傳算法進行計算,對方案進行評價時先計算系統(tǒng)總體目標,再根據(jù)復雜性系統(tǒng)的熵變原理進行評價,下層根據(jù)個體行為規(guī)則進行個體的自適應。本文分析了工業(yè)主體、農(nóng)業(yè)主體、生活主體、環(huán)境主體的行為規(guī)則。(4)編制了基于混合遺傳算法的水資源配置程序。(5)運用進化博弈的有關(guān)理論,分析了徐州市在各種策略下的水資源配置個體的演化過程,得到了各種情況下的穩(wěn)定均衡點,指出有三種情況兩類主體都會采用“采取措施”的穩(wěn)定均衡策略。(6)根據(jù)CAS的相關(guān)理論,按照水資源配置的計算模型,對徐州市的水資源進行配置,并進行了相應分析。關(guān)
4、鍵詞:CAS,水資源配置,混合遺傳算法,徐州市ABSTRACTWaterrcsollrceisaIlimport鋤ta11dspecialsortofnatu咖re‘Ⅺurces.ThedistributionofwaterrcsourcesinCllinaisVeryasymmetryinmetimea11dspaceaspect,waterenVironrnembecomesworsedaybyday,thecontradictionbetweensupplyanddemalldofwaterresourceisextmordin州lygrave,
5、t11efundamemalapproachtosolvet}lcconnictistoimplementrationalallocationofwaterresource.Thecomplexadaptivesystemt11eory(cAS),whichisraisedbyJotlllHollandf如mAmericain1994,pfoVidesnewa119leofviewtol【Ilow,understaIld,controla11dmanagethecomplexsystem.Waterresourcesystemisacomplexhug
6、esystem,hence,basedoⅡtheCASth∞吼、vecaIlallocateanda他mpert11ecooperativeaIldaccretenetwhichisconstitutedofseVeralind印endentagentin、vaterresourcesystem。Thcrefore,tllestlldyhasacenainadVaIlcedacademicbaseaIldacenainhi曲realvalue.111ispap盯appliestheCAStheorytorationalallocationof、Ⅳate
7、rresources,thedetailsareasfbllows:(1)ThispaperappliestheCAStheorytowaterresourcesallocationofriverbasintodofeasibleanalysis,aIlddesc南estlIead叩tivcprocessofagentactionaIldsystemeVolutioninwaterresourcesalIocationofriverbasin,aIldgivestllebasicco皿otationofwaterallocationbasedonCAS
8、.(2)Basedont11ecorreIationofeachagentinwaterres