不确定环境下旱灾风险调控群决策方法研究

论文摘要

21世纪以来,在全球气候变化和人类活动影响下,旱灾呈现进一步加剧趋势,已成为制约各国经济社会可持续发展的重要问题之一。我国受旱灾影响严重,但当前阶段抗旱减灾体系总体上仍较为滞后。在水资源-经济社会-生态环境协同发展、应对气候变化等国家重大战略部署下,我国抗旱减灾工作面临新的挑战和更高的要求,旱灾风险管理新理念、新思路已得到我国各界人士的关注与研究。本文立足旱灾风险调控决策理论与实践中存在的问题与不足,紧跟风险管理与群决策理论方法的研究前沿,按照理论分析、方法构建、案例实证的思路开展研究。提出多主体参与的旱灾风险调控群决策研究框架,构建群决策信息提取和集结的随机EMD方法;进而针对旱灾风险调控决策中的一般性问题,建立基于不确定语言信息、不确定混合信息以及不确定随机动态信息的旱灾风险调控群决策方法;选取河南省农业旱灾风险调控典型问题实证分析,形成方法应用模式。研究成果对揭示旱灾风险调控决策不确定性并构建量化分析模型具有理论意义,对丰富和发展群决策理论方法体系具有推动作用,对政府科学调控和综合应对旱灾风险具有实际应用价值。本文主要工作集中在以下六个方面:（1）提出多参与主体的旱灾风险调控群决策研究框架,分析了群决策中的不确定性特征。通过分析旱灾风险系统构成要素及其相互作用机理,指出风险的不确定性和系统的复杂性是旱灾风险调控面临的决策环境;基于水资源-经济社会-生态环境系统协同发展理念,提出了多主体协同参与的旱灾风险调控群决策研究框架,分析了开展旱灾风险调控群决策研究的可行性与必要性;从三个方面分析了旱灾风险调控群决策中的不确定性特征:一是反映旱灾风险系统内在本质的随机性等不确定性;二是反映由于人类认识不足、信息缺失或知识缺乏而导致群决策信息不确定性;三是反映群决策过程与方法的不确定性。（2）融合随机模拟与滤波分析方法,提出了群决策信息提取和集结的随机EMD（Empirical Mode Decomposition）方法。分析指出传统群决策方法大多须对专家赋权实现群决策信息集结,但赋权方法存在主观性大、无统一衡量标准等问题;分析了群决策信息的差异性、无序性、不确定性特征,基于群决策信息包含主观成分与客观成分、客观成分对决策起决定性作用的基本假设,融合Monte Carlo随机模拟与EMD方法优势设计MC-EMD算法,实现群决策信息的自适应提取与集结,提高群决策结果客观性和可靠性;运用大数定律讨论了方法的收敛性与物理意义;结合数值算例对比分析了方法的可行性与优越性。（3）提出了不确定语言信息下旱灾风险调控群决策方法。针对群决策信息为不确定语言变量的情形,运用群决策信息提取和集结的随机EMD方法,提出了基于不确定语言信息的旱灾风险调控群决策方法。梳理了现有的语言评估标度,设计了多粒度语言信息一致化处理规则;为充分利用群决策信息,基于LHA（Linguistic Hybrid Averaging）算子、数值覆盖与灰信息表征方法、模糊正态分布隶属函数,分别构建了不确定语言群决策信息融合的LHA法、三参数区间灰数法与正态分布随机变量法;应用示例对比分析验证了上述方法均可行有效,可为旱灾风险调控多领域专家方案论证提供支持。（4）提出了不确定混合信息下旱灾风险调控群决策方法。针对群决策信息呈现多元不确定表征方式混合特征,运用群决策信息提取和集结的随机EMD方法,提出了基于不确定混合信息的旱灾风险调控群决策方法。设计了基于社会调查的混合决策信息采集办法,总结了常用的不确定偏好信息表征方式,提出了一致化为归一化效用值的转换方法;基于云模型和Monte Carlo模拟思想,提出了不确定混合群决策信息的正态云融合方法,以弥补随机抽样决策信息不完全、信息处理中决策信息丢失以及多次决策结论非一致等不足;应用示例验证了方法的合理有效性,可为面向公众参与的旱灾风险调控方案决策提供支持。（5）提出了不确定随机动态旱灾风险调控群决策方法。针对旱灾风险发展演变的随机性与决策者心理行为复杂性,根据群决策信息提取和集结的随机EMD方法,构建了基于参照点依赖与不确定混合信息的不确定随机动态旱灾风险调控群决策方法。提出了该类群决策问题的一般框架;依据TRP（Tri-reference Point）基本思想,提出将群体理想点、预期点和临界点设置为风险型群决策参照点,综合利用了累积前景理论、Markov链以及Orness测度等理论优势,提出了风险型动态群决策信息融合方法;应用示例验证了方法的科学有效性,可为旱灾风险调控方案的多阶段动态群决策提供支持。（6）河南省农业旱灾风险调控群决策实证分析。构建了多元截面数据灰色变化率关联分析模型,识别河南省农业旱灾脆弱性关键驱动因子;针对河南省雨养农业区和灌溉农业区防控与化解农业旱灾风险中的突出问题,构建了政策性农业保险产品与小型农田水利设施管护模式的区域适用性评价指标体系,设计了群决策信息采集的评价问卷与调研提纲,分别以陕州区和滑县为例,运用本文理论成果解决了政策性农业保险产品择优投放和小型农田水利设施管护模式优选问题,形成方法应用模式,可为一般区域政府决策部门提高旱灾风险调控效率、增强公共决策的民主化与科学化水平提供支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 相关研究与评述
•     1.2.1 旱灾风险调控相关研究
•     1.2.2 群决策理论与方法相关研究
•     1.2.3 经验模态分解方法相关研究
•     1.2.4 文献评述
•   1.3 主要内容与论文结构
•     1.3.1 主要内容
•     1.3.2 论文结构
•   1.4 主要创新点
• 第2章 旱灾风险调控群决策中的不确定性特征分析
•   2.1 旱灾与旱灾风险
•     2.1.1 旱灾
•     2.1.2 旱灾风险
•   2.2 旱灾风险调控群决策
•     2.2.1 旱灾风险调控
•     2.2.2 旱灾风险调控决策
•     2.2.3 多参与主体的旱灾风险调控群决策
•   2.3 旱灾风险调控群决策中的不确定性特征
•     2.3.1 旱灾风险系统自身的不确定性
•     2.3.2 群决策信息的不确定性
•     2.3.3 决策过程与方法的不确定性
•   2.4 本章小结
• 第3章 群决策信息提取和集结的随机EMD方法
•   3.1 传统群决策方法存在的问题
•   3.2 经验模态分解方法基本原理
•     3.2.1 方法概述
•     3.2.2 基本原理
•   3.3 基于随机EMD的群决策基本思想
•     3.3.1 群决策信息序列的成分分析
•     3.3.2 群决策信息序列的无序性分析
•     3.3.3 基于随机EMD的群决策算法设计
•   3.4 数值算例分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 不确定语言信息下旱灾风险调控群决策方法
•   4.1 决策问题与方法基础
•     4.1.1 决策问题描述
•     4.1.2 语言评估标度及相关概念
•   4.2 决策方法原理
•     4.2.1 多粒度语言信息一致化处理
•     4.2.2 群决策语言信息LHA集结
•     4.2.3 三参数区间灰数信息集结
•     4.2.4 正态分布随机变量信息集结
•     4.2.5 一般决策过程
•   4.3 应用示例
•   4.4 本章小结
• 第5章 不确定混合信息下旱灾风险调控群决策方法
•   5.1 决策问题与信息预处理
•     5.1.1 决策问题描述
•     5.1.2 信息获取与预处理
•   5.2 决策方法原理
•     5.2.1 常用不确定决策信息表征
•     5.2.2 不确定混合信息一致化处理
•     5.2.3 不确定混合信息随机EMD集结
•     5.2.4 不确定混合信息正态云集结
•     5.2.5 一般决策过程
•   5.3 应用示例
•   5.4 本章小结
• 第6章 不确定随机动态旱灾风险调控群决策方法
•   6.1 决策问题与方法基础
•     6.1.1 决策问题描述
•     6.1.2 决策方法基础
•   6.2 决策方法原理
•     6.2.1 群决策信息采集规则
•     6.2.2 阶段群决策信息集结
•     6.2.3 动态群决策信息集结
•     6.2.4 一般决策过程
•   6.3 应用示例
•   6.4 本章小结
• 第7章 河南省农业旱灾风险调控群决策实证分析
•   7.1 河南省农业干旱特点及灾害概况
•   7.2 河南省农业旱灾脆弱性关键驱动因子识别
•     7.2.1 河南省农业旱灾脆弱性驱动因子识别原理
•     7.2.2 多元截面数据变化率灰色关联分析模型
•     7.2.3 关键驱动因子识别结果与成因分析
•   7.3 雨养农业区政策性农业保险产品择优投放群决策实证
•     7.3.1 河南省农业保险与雨养农业区概况
•     7.3.2 政策性农业保险产品择优投放群决策—以陕州区为例
•     7.3.3 河南省雨养农业区加快发展农业保险的建议
•   7.4 灌区小型农田水利设施管护模式优选群决策实证
•     7.4.1 河南省灌区小型农田水利设施管理现状
•     7.4.2 小型农田水利设施管护模式优选群决策—以滑县为例
•     7.4.3 河南省灌区完善小型农田水利设施管理模式的建议
•   7.5 本章小结
• 第8章 结论与展望
•   8.1 结论
•   8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附件
• 个人简历、在学期间取得的科研成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 李海涛

导师: 罗党

关键词: 旱灾风险调控,不确定环境,群决策,河南省

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 气象学,领导学与决策学

单位: 华北水利水电大学

基金: 国家自然科学基金面上项目“基于灰数信息的决策模型及其在黄河冰凌灾害风险管理中的应用研究”(编号:71271086),河南省科技攻关计划项目“多源数据融合下农业干旱灰色智能预测及应急决策方法研究”(编号:182102310014),河南省高等学校重点科研项目“区域农业旱灾预警中的灰色建模方法研究”(编号:18A630030),河南省研究生教育优质课程“灰色系统理论”建设经费

分类号: P426.616;C934

DOI: 10.27144/d.cnki.ghbsc.2019.000025

总页数: 201

文件大小: 11780k

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