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遗传算法在水资源工程中的应用研究

作　者: 金菊良
导　师: 丁晶
学　校: 四川大学
专　业: 水文与水资源工程
关键词: 遗传算法水资源优化问题预测评价时间序列分析投影寻踪
分类号: TV213.4
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
下　载: 1092次
引　用: 14次
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内容摘要

本文在深刻认识遗传算法(GA)运行机理的基础上,紧紧抓住“交叉”这一GA思想的精髓,把GA 的基本原理、分析技术和先进算法较完整地引入水资源工程领域,研制开发了适用于水资源工程问题的GA 具体实施方案,解决了常规方法难以解决的一系列复杂问题。本文的主要结论是: 1.为改进标准遗传算法,完善了基于二进制编码的加速遗传算法(AGA),提出了基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)和基于整数编码的单亲遗传算法(IPGA)。2.用IPGA 可求解大规模资源最优分配问题。3.建立了基于AGA 的门限自回归模型、基于AGA 的门限回归模型、基于 AGA 的双线性模型、基于AGA 的逻辑斯谛曲线模型、基于RAGA 的投影寻踪分类模型、基于RAGA 的投影寻踪等级评价模型、基于RAGA 的投影寻踪门限自回归模型和基于RAGA 的投影寻踪门限回归模型。并把这些模型成功地用于地下水位预测、海温预测、海洋冰情预测、河道洪水预测、低温冷害预测、年径流预、江淮旱涝序列预测、日径流预测、洪水灾情评估、水环境质量综合评价、洪水分类、小流域治理效益评价、气候区划等一系列实际问题中。4.用AGA 求解天然河道水面曲线、均质土坝渗流三段法计算问题、梯形明渠临界水深计算问题和溢流坝下游收缩断面水深计算问题,简便、通用且精度高。5.以上结果说明,GA 在处理实际水资源工程复杂优化问题中具有广泛的应用前景,值得进一步研究和探索。

全文目录

1 绪论  10-30
  1.1 遗传算法在水资源工程中的应用基础  10-20
    1.1.1 水资源工程优化问题及其求解  10-13
    1.1.2 遗传算法及其优化特性  13-20
  1.2 遗传算法在水资源工程中的应用研究现状  20-26
    1.2.1 遗传算法在水资源工程中的应用研究进展  20-21
    1.2.2 遗传算法应用于水资源工程中常遇到的一些理论问题  21-26
  1.3 本文的研究内容  26-28
  参考文献  28-30
2 标准遗传算法的改进方案  30-50
  2.1 概述  30-31
  2.2 基于二进制数编码的加速遗传算法  31-37
    2.2.1 算法的计算原理  31-33
    2.2.2 算法控制参数的设置  33-34
    2.2.3 算法的理论分析  34-37
  2.3 基于实数编码的加速遗传算法  37-41
    2.3.1 算法的计算原理  37-39
    2.3.2 算法的理论分析  39-40
    2.3.3 算法的测试  40-41
  2.4 基于整数编码的单亲遗传算法  41-47
    2.4.1 IPGA 的计算过程  42-44
    2.4.2 IPGA 的理论分析  44-45
    2.4.3 计算实例  45-47
  2.5 小结  47-48
  参考文献  48-50
3 基于 AGA 的门限自回归模型及其应用  50-63
  3.1 概述  50
  3.2 遗传门限自回归模型的建立  50-53
  3.3 遗传门限自回归模型在地下水位预测中的应用  53-55
  3.4 遗传门限自回归模型在海洋水文预测中的应用  55-61
    3.4.1 在海温预测中的应用  55-58
    3.4.2 在海洋冰情预测中的应用  58-61
  3.5 小结  61
  参考文献  61-63
4 基于 AGA 的门限回归模型及其应用  63-78
  4.1 概述  63
  4.2 遗传门限回归模型的建立  63-64
  4.3 遗传门限回归模型在河道洪水预报中的应用  64-69
  4.4 遗传门限回归模型在低温冷害预测中的应用  69-73
  4.5 遗传门限回归模型在年径流预测中的应用  73-76
  4.6 小结  76
  参考文献  76-78
5 基于 AGA 的双线性模型及其应用  78-93
  5.1 概述  78
  5.2 遗传双线性模型的建立  78-80
  5.3 遗传双线性模型在地下水动态预测中的应用  80-84
  5.4 遗传双线性模型在江淮旱涝序列预测中的应用  84-86
  5.5 遗传双线性模型在日径流预测中的应用  86-89
  5.6 遗传双线性模型在海洋冰情预测中的应用  89-91
  5.7 小结  91-92
  参考文献  92-93
6 基于 RAGA 的逻辑斯谛曲线模型及其应用  93-103
  6.1 概述  93
  6.2 基于 RAGA 的逻辑斯谛曲线模型  93-94
  6.3 逻辑斯谛曲线模型在洪水灾情评估中的应用  94-98
  6.4 逻辑斯谛曲线模型在水环境质量综合评价中的应用  98-101
  6.5 小结  101-102
  参考文献  102-103
7 基于 RAGA 的投影寻踪模型及其应用  103-133
  7.1 概述  103
  7.2 基于 RAGA 的投影寻踪分类模型及其应用  103-110
    7.2.1 基于RAGA 的投影寻踪分类模型  103-105
    7.2.2 GAPPC 模型在洪水分类中的应用  105-107
    7.2.3 GAPPC 模型在小流域治理效益分类评价中的应用  107-109
    7.2.4 GAPPC 模型在气候区划中的应用  109-110
  7.3 基于 RAGA 的投影寻踪等级评价模型及其应用  110-119
    7.3.1 基于RAGA 的投影寻踪等级评价模型  110-112
    7.3.2 GAPPE 模型在洪水灾情等级评价中的应用  112-115
    7.3.3 GAPPE 模型在水质综合评价中的应用  115-119
  7.4 基于 RAGA 的投影寻踪门限自回归模型及其应用  119-124
    7.4.1 基于RAGA 的投影寻踪门限自回归模型  119-121
    7.4.2 应用实例  121-124
  7.5 基于 RAGA 的投影寻踪门限回归模型及其应用  124-129
    7.5.1 基于RAGA 的投影寻踪门限回归模型  124-126
    7.5.2 应用实例  126-129
  7.6 小结  129-131
  参考文献  131-133
8 AGA 在工程水力学中的应用  133-149
  8.1 概述  133
  8.2 AGA 在天然河道水面曲线计算中的应用  133-137
    8.2.1 计算天然河道水面曲线的新方法  133-135
    8.2.2 应用实例  135-137
  8.3 AGA 在均质土坝渗流计算中的应用  137-140
    8.3.1 计算均质土坝渗流问题的三段法及其求解  137-138
    8.3.2 应用实例  138-140
  8.4 AGA 在梯形断面明渠临界水深计算中的应用  140-144
    8.4.1 梯形断面明渠临界水深的计算方法  141-142
    8.4.2 应用实例  142-144
  8.5 AGA 在溢流坝下游收缩断面水深计算中的应用  144-146
    8.5.1 计算溢流坝下游收缩断面水深的方法  144-145
    8.5.2 应用实例  145-146
  8.6 小结  146-147
  参考文献  147-149
9 结论  149-153
致谢  153-154
博士生期间发表的学术论文  154-156
博士后期间发表的学术论文和专著  156-159
个人简历  159-160
通信地址  160

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