围绕变化及调度过程中的不确定性,研究适应动态变化的水库预报调度是目前的热点问题。本论文以问题为导向,聚焦预报、调度、决策一体化,重点是在调度过程中要融入适应动态变化的评价决策。按照水库的调节周期或调度计划周期等,对调度过程在时间上分段分布,用滚动更新、嵌套推进机制,实现过程化动态调度;把水库作为区域水资源调配决策中的关键,分析水库在区域上的空间分布及业务关联,在平台上实现分解与聚合;把计划调度方案与实时实施的执行方案互馈,实现计划与调度的有机结合。采用现代信息技术,把调度机制融入调度过程,让水库业务在适应各种变化中能够“动”起来。主要研究内容如下:(1)以问题为导向,提出了适应变化的水库预报调度过程化决策模式。在分析水库调度工作实际中存在问题的基础上,聚焦调度过程中的不确定因素及动态变化,立足于水库调度周期内的全过程,把调度与预报和决策紧密关联,依靠一系列机制来建立创新调度决策模式。遵循大概近似正确理论,设计了区间化的适应机制;构建了在预报调度过程上的滚动修正机制;实现了多时间尺度的计划方案与实施调度方案嵌套互馈机制。在综合集成平台上,把这些机制与预报、调度、决策融合一体,形成了适应变化的水库预报调度模式。(2)在大量水库预报研究成果基础上,结合调度周期及过程,根据预报周期、预报成果质量、预报成果风险等,提出了基于大概近似正确理论的径流预报区间化的组合方案。利用组件技术将现有的预报模型组件化,建立了预报模型库;从预报模型方法库中,选用多个模型方法,获取多个预报成果并形成预报区间,并尝试对预报区间进行公式化表达。(3)采用组件技术,建立了水库调度方法库,结合预报模型方法库,实现了基于调度过程的滚动修正机制。在水库调度周期内,把预报调度融合,把过程分阶段,对面临时段的来水预报,不断修正调整调度方案,调度执行方案随着来水预报的变化而变化,在预报调度的业务流程图上适应变化及时调整。以水库多目标调度为例,针对MOEA/D-AWA算法特点,实现了基于MOEA/D-AWA算法的水库多目标调度;采用MOEA/D-PFR算法,解决了不规则Pareto front形状的多目标问题;通过对两种算法的实例验证分析,进一步说明了方法库在适应性调度中的作用。(4)提出了多时间尺度的调度计划方案与实施方案嵌套互馈机制。在多时间尺度的调度过程中,根据方案之间的互馈关系和预报调度的滚动修正机制,设计了计划方案与实施方案的互馈流程和指导调度操作机制,提高了各时间尺度下的调度方案的执行力,同时,也实现了水库预报调度在调度过程中的滚动嵌套互馈一体化。(5)基于综合集成平台及预报调度方法库,对水库预报调度的滚动嵌套互馈机制,以及在调度过程中一体化融合执行,开展了水库预报调度过程化动态决策系统的开发实现及集成应用。水库预报调度相关的业务开展从过程化流程图和知识图的描述开始,在流程图上依靠机制来开展过程化的动态决策。先从京津冀外调水资源的空间尺度分级分解,再到密云水库的动态预报调度,把复杂的预报调度业务以及操控机制融合实现,验证了水库动态及适应调度的可行性、有效性、合理性、灵活性。