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基于误差分析的调水工程闸站时序流量异常值检测模型
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作者 韩子钧 张召 +3 位作者 王文川 陈晓楠 顾起豪 刘巧银 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期323-332,共10页
受各类主客观因素影响,调水工程单闸时序流量监测数据中普遍存在异常值,这类异常值直接影响到水情状态评估与未来调度决策,而现有基于3σ法则的统计学方法在诊断这类异常时,易出现漏判、误判的问题。为此,基于递推中位数均值滤波与kup/d... 受各类主客观因素影响,调水工程单闸时序流量监测数据中普遍存在异常值,这类异常值直接影响到水情状态评估与未来调度决策,而现有基于3σ法则的统计学方法在诊断这类异常时,易出现漏判、误判的问题。为此,基于递推中位数均值滤波与kup/down-σ合理误差范围拟定方法,构建闸站时序流量异常诊断模型,并于南水北调中线工程京石段开展应用研究。结果表明:除沙河(北)倒虹吸出口节制闸外,其余节制闸流量误差均不服从正态分布。与3σ方法相比,该模型可有效避免漏检、误判现象,提高了异常诊断的准确率。此模型在诊断调水工程数据异常现象中效果较好,可在其他同类水利工程中推广应用。 展开更多
关键词 时间序列 流量 异常诊断 递推中位数均值滤波 误差分布 合理误差范围
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多策略融合改进的沙猫优化算法及其在非线性马斯京根模型参数估计中的应用 被引量:1
2
作者 王文川 韩子钧 《水利规划与设计》 2024年第9期70-76,共7页
针对广义非线性马斯京根模型在河道洪水演进中参数估计精度低及易陷入局部最优解的问题,文章提出一种多策略融合改进的沙猫优化算法(MSCSO),以提高洪水演算的精准程度。首先,利用Logistic混沌映射等策略提升原算法寻优能力;其次,通过与... 针对广义非线性马斯京根模型在河道洪水演进中参数估计精度低及易陷入局部最优解的问题,文章提出一种多策略融合改进的沙猫优化算法(MSCSO),以提高洪水演算的精准程度。首先,利用Logistic混沌映射等策略提升原算法寻优能力;其次,通过与沙猫优化算法(SCSO)、灰狼优化算法(GWO)及正余弦优化算法(SCA)对比,验证MSCSO在寻优性能上的优势;最后,将其应用于广义非线性马斯京根模型参数优化。实验结果表明:MSCSO算法有效提升模型精度,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 广义非线性马斯京根模型 参数估计 MSCSO算法 河道洪水演进
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多策略融合改进的金豺优化算法及其在马斯京根模型参数估计中的应用 被引量:2
3
作者 王军 王文川 +1 位作者 邱林 胡小雪 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第2期1-7,共7页
针对金豺优化算法在解决复杂或高维优化问题时易陷入局部最优、收敛速度慢和计算精度低等不足,提出一种基于多策略融合改进的金豺优化算法(Multi strategy fusion improved Golden Jackal Optimization Algorithm,MGJO)。首先,通过引入... 针对金豺优化算法在解决复杂或高维优化问题时易陷入局部最优、收敛速度慢和计算精度低等不足,提出一种基于多策略融合改进的金豺优化算法(Multi strategy fusion improved Golden Jackal Optimization Algorithm,MGJO)。首先,通过引入混沌映射策略初始化种群代替随机参数,使得算法能够在搜索空间中生成具有良好多样性的初始解,避免初始种群分布偏离最优值;其次,提出一种非线性变化的动态惯性权重使搜索过程更加符合实际情况,有效平衡了算法的全局搜索和局部搜索能力;最后,引入柯西变异的位置更新策略使其充分利用最优个体的引导作用提高种群多样性,以有效探索未知区域避免算法陷入局部最优。为了验证改进的金豺优化算法的寻优精度、收敛性能和稳定性,选择了8个不同特征的基准测试函数进行试验。结果表明,在8个基准测试函数中,改进的金豺优化算法的平均值、标准差、最优值都取得了最优的结果。此外,Wilcoxon符号秩检验的结果表明改进的金豺优化算法在统计学上是显著优越的。通过实例应用表明,基于多策略融合改进的金豺优化算法可以有效地估算出马斯京根模型的参数,优化效果明显优于粒子群优化算法、正弦余弦优化算法和金豺优化算法,进一步验证了多策略融合改进的有效性和改进算法在参数优化中的优越性,为更精确估计非线性马斯京根模型参数提供了一种有效的新方法。 展开更多
关键词 金豺优化算法 混沌映射 动态惯性权重 柯西变异 马斯京根模型
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可变模糊集理论研究进展及其在水科学中的应用 被引量:8
4
作者 王文川 徐冬梅 +1 位作者 陈守煜 邱林 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期89-94,共6页
介绍了可变模糊集理论的哲学基础及工程背景,简要描述了其相关概念及其理论方面的突破与进展,重点阐述了唯物辩证法三大基本规律——对立统一、质量互变与否定之否定定理的数学表达的研究情况。以此理论为基础建立的可变模糊聚类、模式... 介绍了可变模糊集理论的哲学基础及工程背景,简要描述了其相关概念及其理论方面的突破与进展,重点阐述了唯物辩证法三大基本规律——对立统一、质量互变与否定之否定定理的数学表达的研究情况。以此理论为基础建立的可变模糊聚类、模式识别、优选、评价的理论与模型,是可变模糊集通向实际应用的桥梁,详细评述了其在水资源评价、水质评价、水库调度与防洪、灾情评价、径流预报、农业水利工程等领域的应用。 展开更多
关键词 可变模糊集 水资源 灾情评价 对立统一 质量互变 否定之否定
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基于群居蜘蛛优化算法的水库防洪优化调度模型及应用 被引量:13
5
作者 王文川 雷冠军 +1 位作者 尹航 刘惠敏 《水电能源科学》 北大核心 2015年第4期48-51,共4页
针对水库防洪调度问题多约束、高维、非线性不易求解的特点,提出了基于群居蜘蛛优化算法的水库防洪优化调度模型求解方法,该方法利用蜘蛛群体的协同机制,寻找最优的防洪优化调度决策。实例验证表明,该算法不仅获得较好结果,而且参数少,... 针对水库防洪调度问题多约束、高维、非线性不易求解的特点,提出了基于群居蜘蛛优化算法的水库防洪优化调度模型求解方法,该方法利用蜘蛛群体的协同机制,寻找最优的防洪优化调度决策。实例验证表明,该算法不仅获得较好结果,而且参数少,优化计算结果稳定,能满足实际水库防洪优化调度的需求,可推广应用。 展开更多
关键词 群居蜘蛛优化算法 PSO算法 动态规划 水库防洪优化调度
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大型灌区节水改造综合效益评价方法研究 被引量:24
6
作者 王文川 李筱峰 +1 位作者 徐冬梅 陈守煜 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第1期119-123,共5页
灌区节水改造对节约水资源,提高粮食产量,保障国家粮食安全具有重要意义。通过对其科学评价,可以弄清楚改造效果及相关制约因素,为决策部门完善改造措施提供决策依据。根据可变模糊集理论,建立了基于对立统一定理和质量互变定理的灌区... 灌区节水改造对节约水资源,提高粮食产量,保障国家粮食安全具有重要意义。通过对其科学评价,可以弄清楚改造效果及相关制约因素,为决策部门完善改造措施提供决策依据。根据可变模糊集理论,建立了基于对立统一定理和质量互变定理的灌区节水改造综合效益评价新方法。该方法能将研究问题的对立统一与辩证认识有机结合起来,满足唯物辩证法的对立统一规律和质量互变定理,理论严谨,概念清晰,计算简便。实例研究结果表明,该方法不但能准确给出灌区节水改造综合效益的等级趋向,而且能清楚表明与节水改造效益的最高水平相对差异程度,是一种有效和可靠的灌区节水改造综合效益评价新方法。 展开更多
关键词 大型灌区 节水改造 效益评价 可变模糊集理论
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基于博弈论和云模型的石羊河流域水资源承载力评价研究 被引量:16
7
作者 王文川 杨柳 +1 位作者 郑野 徐冬梅 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2021年第10期35-45,共11页
为优化配置石羊河流域水资源利用,揭示承载力变化状况,提高流域水资源承载能力,在综合考虑自然条件、水资源、社会经济和生态环境等对水资源承载力影响的基础上,筛选28个评价指标,构建石羊河流域水资源承载力评价体系;采用博弈论赋权法... 为优化配置石羊河流域水资源利用,揭示承载力变化状况,提高流域水资源承载能力,在综合考虑自然条件、水资源、社会经济和生态环境等对水资源承载力影响的基础上,筛选28个评价指标,构建石羊河流域水资源承载力评价体系;采用博弈论赋权法计算水资源承载力指标权重,利用正态云模型度量承载力指标的隶属度,提出基于博弈论和云模型的水资源承载力评价模型,并应用于石羊河流域水资源承载力评价中。研究结果表明:地下水资源量、年均水资源总量、耕地灌溉率和地下水开采量这四个指标对于石羊河流域水资源承载力有着重要影响;石羊河流域2012—2018年水资源承载力从Ⅱ级过渡到Ⅲ级,从评价结果可以看出石羊河流域水资源承载力状况逐年向好,与可变集模型评价结果一致。上述结果表明提出的模型具有合理性与可靠性,为流域水资源承载力评价提供了一种新的方法,亦可为石羊河流域水资源保护和利用提供科学决策依据。 展开更多
关键词 博弈论 正态云模型 水资源承载力 石羊河流域
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我国山洪灾害防治技术研究综述 被引量:22
8
作者 王文川 和吉 邱林 《中国水利》 北大核心 2011年第13期35-37,共3页
针对我国防洪减灾工作中亟待解决的山洪灾害问题,总结了国内山洪灾害防治技术的研究成果,从山洪灾害的成因、预测预报技术、预警技术、监测预警系统建设、灾情风险评估技术、形成机理、防治区划及防治对策等7个方面对我国山洪灾害防治... 针对我国防洪减灾工作中亟待解决的山洪灾害问题,总结了国内山洪灾害防治技术的研究成果,从山洪灾害的成因、预测预报技术、预警技术、监测预警系统建设、灾情风险评估技术、形成机理、防治区划及防治对策等7个方面对我国山洪灾害防治技术主要成果进行分析,探讨了当前存在的不足及今后研究的方向。 展开更多
关键词 山洪灾害 防治技术 综述
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基于CEEMDAN-VMD-BP模型的月径流量预测研究 被引量:14
9
作者 王文川 杜玉瑾 +1 位作者 和吉 邱林 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2023年第1期32-40,48,共10页
为进一步提高月径流量的预测精度,采用自适应噪声的完全集合经验模态分解方法(CEEMDAN)分解实测月径流数据,并计算各模态分量的样本熵(SE);然后利用变分模态分解(VMD)对样本熵最大的分量进行二次分解,以削弱序列的非平稳性;将各分量作... 为进一步提高月径流量的预测精度,采用自适应噪声的完全集合经验模态分解方法(CEEMDAN)分解实测月径流数据,并计算各模态分量的样本熵(SE);然后利用变分模态分解(VMD)对样本熵最大的分量进行二次分解,以削弱序列的非平稳性;将各分量作为BP神经网络模型的输入进行训练、预测,再将各分量预测结果线性叠加得最终预测结果,提出了二次分解组合预测模型(CEEMDAN-VMD-BP)。以洪家渡水电站和长水水文站实测月径流数据作为研究对象,将提出的模型与BP模型、CEEMDAN-BP模型预测结果进行对比。结果表明:组合模型预测精度高于单一模型;融和VMD方法后的二次分解模型的拟合优度高于一次分解组合模型,验证了CEEMDAN-VMD-BP模型的高效性。 展开更多
关键词 月径流预测 二次分解 CEEMDAN VMD 样本熵
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差分进化算法在水电站优化调度中的应用 被引量:9
10
作者 王文川 徐冬梅 +1 位作者 邱林 马建琴 《水电能源科学》 北大核心 2009年第3期162-164,192,共4页
针对水电站优化调度的特点,以某水电站为例探讨了一种在连续空间中进行并行随机搜索的差分进化算法的应用及效果,结果表明该算法全局搜索能力强、计算精度较高、可靠,为水电站优化调度提供了一种更为有效的新方法。
关键词 水电站 优化调度 差分进化算法
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基于可变模糊集理论的节水灌溉方式优选 被引量:6
11
作者 王文川 徐冬梅 +1 位作者 邱林 陈守煜 《节水灌溉》 北大核心 2011年第9期30-32,35,共4页
在分析节水灌溉的必要性和目前节水灌溉方案优选方法的基础上,根据可变模糊集理论,提出了节水灌溉方案优选的可变模糊优选方法。该方法能够通过变化模型参数,合理地选出优属度较高的方案,提高了对方案优选的可靠度。将提出的方法应用于... 在分析节水灌溉的必要性和目前节水灌溉方案优选方法的基础上,根据可变模糊集理论,提出了节水灌溉方案优选的可变模糊优选方法。该方法能够通过变化模型参数,合理地选出优属度较高的方案,提高了对方案优选的可靠度。将提出的方法应用于某灌区节水灌溉方案优选,结果比较和分析表明,该方法计算简便,实用性强,优选结果可信度高。 展开更多
关键词 可变模糊集 节水灌溉 方案优选 相对优属度
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水库正常蓄水位选取的多目标可变模糊优选方法 被引量:9
12
作者 王文川 徐冬梅 邱林 《水电能源科学》 北大核心 2012年第2期53-55,共3页
以阿尔塔什水库为例,合理选取水库特征水位将有利于解决水资源供需矛盾,在总结分析传统水库正常蓄水位优选方法的基础上,提出采用多目标可变模糊优选方法优选水库正常蓄水位,并与模糊物元模型做了比较分析。结果表明,该方法可均衡不同... 以阿尔塔什水库为例,合理选取水库特征水位将有利于解决水资源供需矛盾,在总结分析传统水库正常蓄水位优选方法的基础上,提出采用多目标可变模糊优选方法优选水库正常蓄水位,并与模糊物元模型做了比较分析。结果表明,该方法可均衡不同模型之间的差异,增加了优选结果的有效性、可靠性和实用性。 展开更多
关键词 水库 正常蓄水位 多目标 可变模糊优选
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汛期降雨对南水北调中线干线京石段工程渠道水位影响 被引量:5
13
作者 王文川 尹航 邱林 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期387-390,共4页
为了给南水北调中线工程实现全线通水后的汛期调度提供技术支撑和经验借鉴,基于2008年-2013年底南水北调中线干线京石段工程已经完成的四次向北京输水任务的相关资料,分析了通水过程中降雨对渠道水位的影响,结果表明在试运行期间汛期降... 为了给南水北调中线工程实现全线通水后的汛期调度提供技术支撑和经验借鉴,基于2008年-2013年底南水北调中线干线京石段工程已经完成的四次向北京输水任务的相关资料,分析了通水过程中降雨对渠道水位的影响,结果表明在试运行期间汛期降雨多以小雨为主,渠道内水位普遍上涨20~30mm,当渠道内发生中到大雨时,渠道内的水位一般上涨80~100mm;结果表明4次通水过程由于没有特大暴雨,水位上涨幅度较小,对渠道安全没有影响;并基于河北省中小流域设计暴雨洪水图集,探讨了不同重现期暴雨对渠道水位的影响规律,给出了不同重新重现期条件下的控制水位。 展开更多
关键词 南水北调中线 京石段 汛期 降雨 控制水位 闸前水位 输水调度
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年最大洪峰流量群居蜘蛛优化投影寻踪预测模型 被引量:4
14
作者 王文川 刘惠敏 +2 位作者 雷冠军 刘宽 邱林 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2017年第2期9-14,共6页
年最大洪峰流量预测,受较多的复杂因素的影响,不确定性较强,用常规统计方法做出准确预报具有较大困难。从水文序列本身出发,提出将投影回归模型应用于年最大洪峰流量预测,为了更好获得投影寻踪模型参数和预测精度,提出了运用延迟相关系... 年最大洪峰流量预测,受较多的复杂因素的影响,不确定性较强,用常规统计方法做出准确预报具有较大困难。从水文序列本身出发,提出将投影回归模型应用于年最大洪峰流量预测,为了更好获得投影寻踪模型参数和预测精度,提出了运用延迟相关系数法确定回归预测因子、群居蜘蛛算法优化投影寻踪模型最佳投影方向参数a、利用最小二乘法确定多项式的权系数c、岭函数个数M的群居蜘蛛优化投影寻踪年最大洪峰流量预测模型,结合长江宜昌站(1882年-2004年)的年最大洪峰流量资料进行实例预测,训练阶段平均绝对相对误差为8.61%,预测阶段平均绝对相对误差为10.51%,该模型预测效果较好,模型结果稳定,可有效应用于年最大洪峰流量预测。 展开更多
关键词 SSO算法 参数投影寻踪 混合智能 年最大洪峰流量 预测
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基于马尔科夫链的BP-SVM模型的径流预测 被引量:13
15
作者 王文川 张洁铭 +1 位作者 郑野 徐冬梅 《水利水电技术》 北大核心 2020年第11期78-84,共7页
为提高年径流预测的精度,以呼兰河下游兰西水文站1959—2014年的年径流数据作为输出,相应的流域气象数据作为输入,将BP神经网络和支持向量机(SVM)相结合,构建基于马尔科夫链修正的BP-SVM预测模型,运用该模型对呼兰河流域的年径流进行预... 为提高年径流预测的精度,以呼兰河下游兰西水文站1959—2014年的年径流数据作为输出,相应的流域气象数据作为输入,将BP神经网络和支持向量机(SVM)相结合,构建基于马尔科夫链修正的BP-SVM预测模型,运用该模型对呼兰河流域的年径流进行预测。采用哈里斯鹰群算法(HHO)优化支持向量机参数,构建HHO-SVM模型,并进行年径流预测,利用训练好的BP神经网络对年径流进行预测,分别运用马尔科夫链对两种模型的预测结果进行修正,通过最小二乘法确定模型组合权重,将两模型的预测结果进行组合,得到最终的年径流预测值。研究结果表明:HHO-SVM模型预测结果优于BP神经网络预测值;经马尔科夫链修正后,BP神经网络预测值精度提高较大,经最小二乘法组合后的预测结果平均相对误差为11.36%,确定性系数为0.95,合格率达90.91%。哈里斯鹰群算法(HHO)能较好的解决支持向量机参数优化问题,马尔科夫链的修正在一定程度能提高了各个模型的预测精度,提出的混合模型为年径流预测提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 BP神经网络 HHO-SVM模型 马尔科夫链 径流预报 模型耦合
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基于PSO的SVM年径流预报模型研究 被引量:7
16
作者 王文川 和吉 邱林 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第4期17-19,共3页
为了使SVM具有更好的预测效果,考虑到人为选择参数的随机性,提出了应用PSO优化SVM参数的年径流预报模型,并将其应用于伊犁河雅马渡水文站的年径流预报。结果表明:与改进的最速下降共轭梯度法、进化单纯形法相比,经参数优化的SVM年径流... 为了使SVM具有更好的预测效果,考虑到人为选择参数的随机性,提出了应用PSO优化SVM参数的年径流预报模型,并将其应用于伊犁河雅马渡水文站的年径流预报。结果表明:与改进的最速下降共轭梯度法、进化单纯形法相比,经参数优化的SVM年径流预报模型能够较好地模拟年径流量与其影响因子之间的非线性映射关系,提高预报精度。 展开更多
关键词 PSO SVM 预报模型 年径流
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基于时间-数字转换的精密时差测量系统设计 被引量:10
17
作者 王文川 韩焱 张丕状 《现代电子技术》 2009年第4期21-23,共3页
精密时差测量在激光测距、无源时差定位、航空遥控遥测等领域有着广泛的应用。提出时间-数字转换技术的时差测量方法,设计一种基于TDC-GP1的高精度时差测量系统,并介绍测量系统设计方法和软、硬件实现原理。所设计的系统具有配置灵活、... 精密时差测量在激光测距、无源时差定位、航空遥控遥测等领域有着广泛的应用。提出时间-数字转换技术的时差测量方法,设计一种基于TDC-GP1的高精度时差测量系统,并介绍测量系统设计方法和软、硬件实现原理。所设计的系统具有配置灵活、可靠性高、功耗低等优点。通过对实际测量数据的分析表明,系统可以实现纳秒级的时间间隔测量。 展开更多
关键词 时间数字转换 GP1 时差测量 微处理器
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基于遗传程序设计的中长期径流预报模型研究与应用 被引量:11
18
作者 王文川 程春田 《水电能源科学》 2006年第6期29-32,60,共5页
应用遗传程序设计建立径流中长期预报模型,结合径流序列数据的特点通过自相关分析确定其滞时输入变量的个数。采用均方误差作为其适应度评价函数,以漫湾实测月径流序列(1953—2003年)和洪家渡实测月径流序列(1951~2004年)为例,... 应用遗传程序设计建立径流中长期预报模型,结合径流序列数据的特点通过自相关分析确定其滞时输入变量的个数。采用均方误差作为其适应度评价函数,以漫湾实测月径流序列(1953—2003年)和洪家渡实测月径流序列(1951~2004年)为例,通过与ARMA模型、人工神经网络模型的预报结果比较,显示该模型应用于径流中长期预报简单易行且精度较高。 展开更多
关键词 径流 中长期预报 遗传程序设计 ARMA模型 人工神经网络模型
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差分进化算法在马斯京根模型参数优选中的应用 被引量:6
19
作者 王文川 徐冬梅 邱林 《水利科技与经济》 2009年第9期756-758,共3页
针对马斯京根模型参数最优估计中求解复杂、精度差等问题,结合绝对残差绝对值之和最小准则,提出应用差分进化算法(Differential Evolution Algorithm)直接优选模型参数。同其它算法相比,实例分析表明该算法具有较强的全局搜索能力和较... 针对马斯京根模型参数最优估计中求解复杂、精度差等问题,结合绝对残差绝对值之和最小准则,提出应用差分进化算法(Differential Evolution Algorithm)直接优选模型参数。同其它算法相比,实例分析表明该算法具有较强的全局搜索能力和较高的计算精度。为更好地优选马斯京根模型参数提供了一种更为有效的新方法。 展开更多
关键词 差分进化算法 马斯京根模型 参数优选 河道洪水演算
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灌溉水水质可变模糊分析 被引量:4
20
作者 王文川 马建琴 邱林 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期129-131,共3页
基于可变模糊集理论提出一种灌溉水水质评价可变模糊评价法,该方法集成理论的严谨性及操作的简捷性于一体,善于处理评价标准为区间的问题,是传统模糊评判理论的延伸。实例应用结果表明,该方法进行灌溉水水质评价结果可信度高,灵活性强,... 基于可变模糊集理论提出一种灌溉水水质评价可变模糊评价法,该方法集成理论的严谨性及操作的简捷性于一体,善于处理评价标准为区间的问题,是传统模糊评判理论的延伸。实例应用结果表明,该方法进行灌溉水水质评价结果可信度高,灵活性强,为多因素复杂评价问题提供了一条新途径。 展开更多
关键词 可变模糊分析 灌溉水 水质
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