城市防洪系统评价模型的研究

摘要

洪水灾害自古以来一直是困扰我国生存和发展的一大难题。新中国成立六十多年以来，尽管我国在水利建设方面取得了很大成就，防洪减灾效果显著，但是由于气候条件的异常变化、大规模人类活动和环境的影响，我国的防洪形势仍然十分严峻。城市防洪规划设计方案是城市防洪工程建设的依据，其实施直接关系到城市的安全和发展。对于快速发展的城镇，如何确定合理的防洪规划方案将直接影响着社会、政治、经济、民生和环境等诸多方面。因此建立有效的城市防洪规划方案的综合评价模型，对于城市防洪规划的制定和具体实施有着重要意义。
　　本文在原有评价研究理论的基础上，首先对防洪工程措施与非工程措施两个方面进行了深入的研究，分析了城市防洪的工程措施、非工程措施以及城市防洪的影响指标，并进一步考虑两者之间的相互联系。以此为基础建立了城市防洪系统指标体系，并将这个指标体系应用于城市防洪综合评价研究中。其次研究了BP神经网络、灰色系统理论和遗传算法的原理和特点，并根据它们的使用条件和各自优缺点，建立了应用于城市防洪系统评价的遗传算法优化神经网络。并根据城市防洪系统影响的多指标性，设计了基于MATLAB软件平台可独立运行的城市防洪系统综合评价模型。通过对城市防洪影响指标数据的灰色系统预处理，以及运用遗传算法对神经网络赋予最佳初始权值和阀值，并运用样本数据对神经网络学习训练，最终实现了对北方某城市的城市防洪规划综合评价，实现了在城市防洪规划综合评价上真正的软硬措施相结合的整体思路，为城市防洪规划评价提供了一种新的途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究的意义

1．2 城市防洪系统综合评价研究现状及发展趋势

1．2．1 城市防洪系统综合评价研究现状

1．2．2 评价方法研究的发展趋势

1．3 论文的研究内容、步骤与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究步骤

1．3．3 技术路线

第2章 城市防洪综合评价指标体系

2．1 城市防洪概述

2．1．1 城市范畴的界定

2．1．2 城市防洪措施类别

2．1．3 城市防洪评价特点

2．2 城市防洪系统指标体系框架

2．2．1 社会指标

2．2．2 经济指标

2．2．3 环境指标

2．2．4 效益指标

2．2．5 风险指标

第3章 基于灰色神经网络的城市防洪综合评价模型

3．1 灰色模型

3．1．1 灰色系统理论基本概念

3．1．2 GM(1，1)灰色模型预测原理

3．1．3 GM(1，1)灰色模型的检验

3．1．4 GM(0，n)模型

3．2 神经网络模型

3．2．1 人工神经网络模型

3．2．2 BP神经网络模型原理

3．3 灰色神经网络组合模型概述

3．3．1 灰色模型的不足

3．3．2 BP神经网络的不足

3．3．3 组合预测模型概述

3．4 灰色神经网络模型的建立

3．5 基于MATLAB的灰色神经网络预测程序设计

3．5．1 基于MATLAB的灰色神经网络系统建模

3．5．2 灰色神经网络预测程序设计

3．5．3 网络训练及误差分析

第4章 基于遗传算法的城市防洪综合评价模型改进

4．1 遗传算法

4．1．1 编码方法

4．1．2 适应度函数

4．1．3 选择操作

4．1．4 交叉操作

4．1．5 变异操作

4．1．6 遗传算法优化灰色神经网络模型

4．2 基于MATLAB的遗传算法优化灰色神经网络模型程序设计

4．2．1 选择操作

4．2．2 交叉操作

4．2．3 变异操作

4．2．4 遗传算法优化灰色神经网络预测程序设计

4．2．5 网络训练及结果分析

4．3 改进总结分析

第5章 基于优化灰色神经网络城市防洪综合评价模型的工程实例应用

5．1 北方某城市基本概况

5．1．1 北方某城市自然地理概况

5．1．2 北方某城市社会发展概况

5．1．3 城市防洪体系的基本概况

5．2 北方某城市城市防洪系统综合评价指标体系

5．3 优化灰色神经网络模型的实现

5．4 结果分析

第6章 结论与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献