本发明涉及水利工程学科水资源领域，尤其涉及一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法。
背景技术：
1、作为水能资源开发利用的主要工具，水库通过调节河道的水流过程来发挥防洪、发电、供水、生态等水资源综合利用效益。然而，在运行过程中，受自然条件、工程状况和人为调度操作等多方面影响难免会存在水位超限、发电不稳、供水不足等运行目标无法达到预期的风险事件，影响水资源的可持续开发利用，严重时甚至威胁地区人民生命财产安全。对不同运行工况下的水库风险进行精准评估，有助于实现水库调度方案的科学决策，保障流域水资源可持续开发利用，对地区经济发展具有重要意义。
2、水库风险评估的常用框架是基于对未来一段时期的水库运行模拟结果，构建相应指标体系量化目标风险，再结合特定的风险标准进行判断，从而得到特定工况下的水库目标风险评估结果。然而，现有水库风险评估方法存在以下不足：
3、(1)水库调度方案计算易受不同算法初始种群分布和参数迭代随机性影响，使模拟结果存在一定不确定性。此外，在整合多目标风险时，多采用直接加权求和的方法进行综合风险计算，再结合相应标准人为判断风险等级。在赋权和风险评级过程中均受人为主观因素影响，存在较大模糊不确定性。目前，水库风险评估缺乏能够考虑多重不确定性的科学评估方法。
4、(2)风险表征量化时多以模拟结果中风险事件发生的概率作为风险表征指标，仅量化了风险发生可能性，缺乏对风险事件后果和恢复过程的量化。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法。
2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，所述风险评估方法包括：
3、收集目标水库的基础资料；
4、构建常规水库优化调度模型，并获得模型计算结果；
5、根据所述模型计算结果获取整个调度期内的运行特征的变化过程，并构建多层级水库多维风险评估指标体系；
6、根据所述多层级水库多维风险评估指标体系划分不同风险等级区间；
7、采用多次平行计算求得大量对应工况的水库风险指标样本数据xij，进行风险评估；
8、采用逆向云发生器计算不同指标的云数字特征；
9、采用层次分析法对指标层和准侧层指标进行赋权，分别计算准则层各指标和目标层的毕达哥拉斯模糊云，得到目标工况的多维风险评估结果。
10、可选的，所述收集目标水库的基础资料具体包括：
11、收集目标水库的调度规程、水位库容关系曲线、泄流尾水关系曲线、各泄水设施泄流能力曲线。
12、可选的，所述构建常规水库优化调度模型，并获得模型计算结果具体包括：
13、构建常规水库优化调度模型，考虑需进行风险评估的入流条件和工程状况，并转化为模型的约束条件或边界输入；
14、求解生成对应工况下的水库优化调度方案。
15、可选的，所述整个调度期内的运行特征具体包括：水库下泄流量、库水位、出力、水位变幅。
16、可选的，所述构建多层级水库多维风险评估指标体系具体包括：
17、采用可靠性、恢复性、脆弱性的风险表征方法构建多层级水库多维风险评估指标体系；
18、定义xt为t时刻评估对象某方面的性能状态，当系统性能处于正常状态ns，xt赋值为1；当系统性能处于受损状态fs，xt赋值为0；
19、系统在某方面性能的可靠性可表示为：
20、
21、式中，α为可靠性指数，t为整个模拟期的总时间；
22、恢复性表示评价对象从受损状态恢复到正常状态的可能性，根据调度期内性能恢复的次数来计算：
23、
24、
25、式中，γ表示评价对象的恢复性，w(t)表示系统恢复的次数；对于调度期内没有出现受损的性能恢复性定义为1；
26、脆弱性指数是对故障严重程度的衡量，以整个调度期内所有风险事件最大性能损失的均值表示：
27、
28、式中，θ表示评价对象的脆弱性，vj表示每次风险事件性能的最大损失值；m表示整个模拟期中总的风险事件次数。
29、可选的，所述根据所述多层级水库多维风险评估指标体系划分不同风险等级区间具体包括：
30、基于所构建的梯级水库多维风险评估指标体系划分不同风险等级区间；
31、根据不同风险等级区间的上下边界采用正向云发生器(式5)确定不同风险等级的云数字特征(ex,en,he)，以及相应区间的毕达哥拉斯模糊数<μp(x),vp(x)>；
32、
33、式中，ex指域空间中云滴的期望分布，是最能够代表定性概念的点；en指云滴的离散程度，是对定性概念的可度量粒度表示，通常en越大，定性概念越宏观，也说明定性概念的模糊性越大；he表示熵的不确定性，he越大云滴的厚度越大，离散程度越大，说明模拟结果的随机性越大；umin和umax分别表示风险等级阈值的最小值和最大值，k表示云滴凝聚力的调整系统，通常默认取k＝0.1。
34、可选的，所述采用逆向云发生器计算不同指标的云数字特征具体包括：
35、采用逆向云发生器(式6)计算不同指标的云数字特征(exi,eni,hei)，
36、基于指标层样本数据所属的风险等级区间确定指标层各指标的毕达哥拉斯模糊数，得到指标层不同指标的毕达哥拉斯模糊云pfci(<exi,μpi(x),vpi(x)>,eni,hei) (i＝1,2,…,m)；
37、
38、式中，xij为第j次模拟结果中指标i的值，表示模拟样本的方差，μpi(x)为指标i的隶属度值，vpi(x)为指标i的非隶属度值。
39、可选的，所述采用层次分析法对指标层和准侧层指标进行赋权，分别计算准则层各指标和目标层的毕达哥拉斯模糊云，得到目标工况的多维风险评估结果具体包括：
40、采用层次分析法对指标层和准则层指标进行赋权，分别计算准则层各指标和目标层的毕达哥拉斯模糊云(式7)，得到目标工况的多维风险评估结果；
41、
42、式中，pfci表示指标i的毕达哥拉斯模糊云，ωi指标i的权重，exi表示指标i的云滴期望分布，表示代表定性概念的点；μpi表示指标i的隶属度，νpi表示指标i的非隶属度；eni表示指标i的熵，用以描述云滴的离散程度；hei表示指标i的超熵，用以描述定性概念的不确定性。
43、本发明提供的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，所述风险评估方法包括：收集目标水库的基础资料；构建常规水库优化调度模型，并获得模型计算结果；根据所述模型计算结果获取整个调度期内的运行特征的变化过程，并构建多层级水库多维风险评估指标体系；根据所述多层级水库多维风险评估指标体系划分不同风险等级区间；采用多次平行计算求得大量对应工况的水库风险指标样本数据xij，进行风险评估；采用逆向云发生器计算不同指标的云数字特征；采用层次分析法对指标层和准侧层指标进行赋权，分别计算准则层各指标和目标层的毕达哥拉斯模糊云，得到目标工况的多维风险评估结果。综合考虑多种不确定性对水库风险进行科学评估，助力水资源可持续开发利用，提升水库风险管理水平。
44、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述风险评估方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述收集目标水库的基础资料具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述构建常规水库优化调度模型，并获得模型计算结果具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述整个调度期内的运行特征具体包括：水库下泄流量、库水位、出力、水位变幅。
5.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述构建多层级水库多维风险评估指标体系具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述根据所述多层级水库多维风险评估指标体系划分不同风险等级区间具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述采用逆向云发生器计算不同指标的云数字特征具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于模糊云的水库调度方案风险评估方法，其特征在于，所述采用层次分析法对指标层和准侧层指标进行赋权，分别计算准则层各指标和目标层的毕达哥拉斯模糊云，得到目标工况的多维风险评估结果具体包括：
