一类主从结构水库调度问题的建模理论与求解方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51479142
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0901.工程水文与水资源利用
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Multireservoir system operation becomes more complex and presents more obvious characteristics of hierarchical decision structure due to implementing unified water quantity operation principle in China with the requirement of total amount control, administration and responsibility by different levels. Currently, the rapid construction of huge reservoirs in series, water network development and water resources management at watershed scale enforce the complex and hierarchical characteristics of multi-reservoir operation problem. Those facts highlight the importance of proposing relevant theory and methods to describe the hierarchical decision process in reservoir operation problem, which will help people overcome the theoretical disadvantage on this problem in the past. In this study, one kind of inter-basin water transfer-supply project in China is taken as the main subject investigated to solve the water allocation problem at different time scale of 10-days, month and year. The operation alternatives of extra-large reservoir at flood season will also be researched. Based on the theory of bi-level programming method, a bi-level model with the hierarchical structure of one leader and multiple followers will be established for single reservoir or multi-reservoir system in the inter-basin water transfer-supply project. The purpose of this study is to search for an efficient solution method, explore the optimality conditions, and find the approximation algorithm and stability conditions for the bi-level model, which will be used to solve the multi-reservoir operation problem in the inter-basin water transfer-supply project. Generally, this study will illustrate the hierarchical structure of reservoir operation problem and fill the gap in the hierarchical decision theoretical field for reservoir operation, which will also present a new way for exploring the complex mechanisms of reservoir operation problem.
随着我国水库梯级化、流域化和水网化格局的逐步形成,以及总量控制、分级管理与分级负责的水量统一调度原则实施,水库调度呈现出因决策主体越来越多、决策主体间的领导与服从关系越来越明显的多极化与结构化决策特征,特别是一类主从结构水库调度问题变得越来越普遍。传统面向单决策主体的水库调度建模理论与方法难以满足目前水库调度多极化与结构化决策的需求,迫切需要新的面向于多决策主体水库调度问题的建模理论与方法。申请项目以我国特大型工程三峡水库为背景,采用二层规划理论,研究这类问题特征、性质、建模技术与求解算法,建立二层、复合二层、一主多从二层和多层四种类型的主从结构水库调度模型,提出多层多维条件下调度模型降层与降维的混合求解算法、合作与非合作博弈条件下一主多从结构调度模型的协商与博弈算法。项目的开展将揭示上下层调度目标之间的真实竞争关系,将填补水库调度主从决策理论与方法的空白。

结项摘要

水库运行管理单位不敢大胆直接应用水库群优化调度理论研究成果是调度理论界和运行管理单位的共识。项目通过4年的研究从调度管理体制角度揭示了“水库优化调度理论研究和生产实践之间的差距”产生的机理与机制,发现目前很多优化调度模型所提出的水库群优化调度方案通常会高估发电或者防洪效益,其根本原因是从建模上没有能够准确地反映水库调度下层决策主体有在上层决策主体允许范围内的自主决策权。.项目的主要研究进展包括四个方面:①提出了求解下层最优解不唯一二层规划问题的三步求解算法;②提出了基于整体满意度的不适定型二层规划问题的求解策略;③建立基于主从结构的丹江口水库提前蓄水的二层规划模型;④三峡水库主从结构调度模型构建与防洪发电协同竞争机制性质分析。项目进行了三峡水库主从结构调度模型的构建和防洪与发电协同竞争机制性质分析,利用三峡水库1882~2012年共131年实测径流资料求得了模型上下两层的最优解,给出了对应的防洪优化调度规则和蓄水优化调度规则。根据考虑调度体制的优化调度方式,在防洪方面使得补偿枝城流量超过35000m³/s、42000m³/s、45000m³/s和456700m³/s的天数分别由370、181、12和2天降到了45、4、3和0天,加大了对中小洪水的调控力度,缩短了洪水历时;在蓄水方面使蓄水期末平均蓄水位由172.03m提高到了174.59m,同时增加了发电量,减少了弃水量,减轻了对下游水文情势的改变程度。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
交替积水条件下降雨入渗补给量计算模型对比分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国农村水利水电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋传华;吴凤燕;胡铁松;谈广鸣
  • 通讯作者:
    谈广鸣
水库群联合供水调度规则形式研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水力发电学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭旭宁;胡铁松;方洪斌;曾祥;雷晓辉;蒋云钟
  • 通讯作者:
    蒋云钟
A Two-Step Approach for Analytical Optimal Hedging with Two Triggers
具有两个触发器的分析最优对冲的两步法
  • DOI:
    10.3390/w8020052
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Water
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Hu Tiesong;Zhang Xuzhao
  • 通讯作者:
    Zhang Xuzhao
利益相关者的水资源配置博弈
  • DOI:
    10.13243/j.cnki.slxb.20150083
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    水利学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付湘;胡铁松
  • 通讯作者:
    胡铁松
水库群联合调度规则提取方法研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    水力发电学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭旭宁;秦韬;雷晓辉;蒋云钟;王浩
  • 通讯作者:
    王浩

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其他文献

并联供水水库解析调度规则研究I:两阶段模型
  • DOI:
    10.13243/j.cnki.slxb.2014.08.001
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水利学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡铁松;曾祥;郭旭宁;方洪斌
  • 通讯作者:
    方洪斌
巨型机组补气系统研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    水力发电学报,2005年10月,115-118
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李修树;胡铁松;杨进;武夏宁
  • 通讯作者:
    武夏宁
关于水稻灌区旱涝急转定义的探讨
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国农村水利水电
  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈灿;胡铁松
  • 通讯作者:
    胡铁松
拉萨河干流梯级水库库容-径流响应关系研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水利水电科技进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    黄草;黄梦迪;胡铁松;胡国华;李志威
  • 通讯作者:
    李志威
水资源优化配置的双层规划模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    系统工程理论与实践
  • 影响因子:
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  • 作者:
    万仲平;胡铁松;吕一兵;陈忠
  • 通讯作者:
    陈忠

其他文献

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    面上项目
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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