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多目标水利规划

2020-04-09 21:01

综合考虑经济、社会、环境等多种规划目标的水利规划。一项水利规划,特别是治理开发任务复杂的流域规划或地区水利规划,常涉及国计民生的广阔领域,其影响是多方面的。20世纪70年代前,各项水利建设多取决于国家经济发展需要,世界各国的水利规划也多属于只考虑经济目标的单目标规划。

多目标规划理论,最早于1896年由意大利经济学家帕雷托(V.Pareto)从政治经济学角度提出,他把一些本质上不可比的目标化成单一目标求优。之后,V.诺伊曼等从对策论角度提出了多目标决策问题。1951年,美国学者T.科普曼斯从生产和分配的活动分析中提出了多目标优化问题。同年,库恩(H.W.Kuhn)与塔克(A.W.Tucker)从数学规划角度提出了向量极值问题。但所有这些都仅限于某些基本途径的探讨,具体用于水利规划的分析技术,是60年代初通过美国陆军工程兵团、美国垦务局和洛克菲勒基金会等资助进行的哈佛水计划才逐步发展起来的。1962年美国学者马斯(A.Maass)等人所著《水资源系统设计》出版后引起全球水利界的广泛重视。1973年经美国总统批准颁布的《水土资源规划原则与标准》,是第一个有关多目标规划问题的官方规定。

多目标规划特点

与单目标规划相比,多目标规划有以下特点。

(1)各目标间的度量单位多不相同,相互难以比较。国家或地区经济发展目标一般指增加国家或地区的净经济收入,以货币量表示;环境质量、社会福利等目标,难以采用经济效益衡量,多就特定问题的性质选择某些具有代表性的指标以物理量、化学量或生物量表示。这一特点决定了多目标规划只能更多建立在向量分析的基础上。

(2)各目标的权益不少是相互矛盾、相互竞争的。一个目标的改善往往要以损害其他目标为代价。为此,分析本身只能揭示各目标在不同方案中所能达到的程度和其变化规律。对方案的比较与抉择,还需结合决策者的意愿和爱好加以衡量。

(3)多目标问题的优化解不是惟一的,只能在协调各目标权益的前提下求得某一最佳均衡解。

(4)更需要采用多学科规划方法。多目标规划工作也可分成:问题识别、方案拟定、影响评价与方案论证等4个步骤(参见水利规划)。但其中的每一步骤都必须有相关学科的人员参与,才能从不同角度、不同方面全面地研究和分析问题。

多目标决策分析

多目标问题考虑的是几个目标的集合。分析目的在于揭示不同规划方案对各个目标的实现程度和它们之间的变化规律,并从中作出最优决策。这类分析从方法论角度看,属于目标函数中具有向量值的数学规划问题;从决策论角度看,属于规划中含有几个目标函数极值的决策问题。它与单目标分析的区别:①多目标分析对任何两个函数的解不能简单地通过比较函数值的大小求优,而只能在所有可供选择的范围内求其非劣解(即不劣于可行解集中的任一解)。②多目标问题中,任何一项决策都将对不同目标产生不同影响,分析过程中必须结合考虑经济社会发展对各个目标的具体要求,探索其优先顺序。分析途径可概括为:按照目标要求拟定其直接或间接的测度;识别决策问题的边界和基本组成,选择适宜的模型结构与求解技术;拟定决策准则,分析与评价非劣解。求解技术参见水利规划系统分析。

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