一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法

本申请涉及多系统关联评价，特别涉及一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法。

背景技术：

1、水资源、能源和粮食是维持人类生存和社会经济发展的三大基础资源。受自然禀赋条件及社会经济发展的影响，近年来部分地区水资源时空分布不均、能源长期依赖输入和耕地退化等问题愈发突出，保障水资源、能源和粮食安全成为新时期社会高质量发展的重中之重。因此需对水-能源-粮食纽带的协调性和发展性进行研究。

2、现有技术中，专利公开号为cn114663254a的《一种水资源-粮食-能源-生态协同调控方法》包括水粮能生协同调控模型的构建和针对某地区实际情况进行协同调控方案的优化求解，水粮能生协同调控模型包括水循环模块、水资源调配模块、粮食生产模块、能源模块和层次化需水预测模块五部分；所述协同调控方案的优化求解包括单方案寻优和多情景比选两步。该现有技术耦合水资源系统、粮食系统、能源系统和生态系统，将四者的互馈关系纳入区域水资源协同调控范畴，通过构建协同发展目标，将水粮能生系统间的互馈关系纳入区域水资源协同调控范畴，基于nsga-ii和耦合协调度提出协同优化算法进行单方案寻优，构建综合协同指数实现多情景比选，为区域水粮能生系统可持续和协同发展提供理论技术支撑。

3、在进行水-能源-粮食纽带协调发展度评估时，需对各项指标进行赋权，现有的多种赋权方法(如熵权法、变异系数法、critic法等)由于赋权偏好不一致，赋权结果往往有一定差异，致使评价结果不一致，不利于决策判断。然而，上述现有技术并未对该问题进行研究或解决，协调发展度评价的科学性较差。

技术实现思路

1、本申请提供了一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，用以解决现有技术中赋权方法偏好不一致，水-能源-粮食纽带协调发展度评价的科学性较差的问题。

2、一方面，本申请提供了一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，包括以下步骤：

3、步骤一，构建水-能源-粮食纽带评价指标，收集所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的指标实测值。

4、步骤二，采用若干种赋权方法分别对所述指标实测值进行赋权，得到若干组赋权结果，采用基于博弈论的组合赋权法根据若干组赋权结果得到所述指标实测值的组合赋权结果。

5、步骤三，根据所述组合赋权结果和所述指标实测值计算水-能源-粮食纽带发展度和水-能源-粮食纽带协调度。

6、步骤四，对所述水-能源-粮食纽带发展度和所述水-能源-粮食纽带协调度进行耦合，得到水-能源-粮食纽带协调发展度，根据所述水-能源-粮食纽带协调发展度评价协调发展阶段。

7、在一种可能的实现方式中，步骤一中，所述水-能源-粮食纽带评价指标包括：发展状态评价指标和协调状态评价指标。

8、在一种可能的实现方式中，步骤一中，所述发展状态评价指标包括：水资源发展状态评价指标、能源发展状态评价指标和粮食发展状态评价指标。

9、所述协调状态评价指标包括：水-能源协调状态评价指标、水-粮食协调状态评价指标和能源-粮食协调状态评价指标。

10、在一种可能的实现方式中，步骤二中，所述赋权方法包括：熵权法、变异系数法和critic法。

11、在一种可能的实现方式中，步骤二中，所述采用基于博弈论的组合赋权法根据若干组赋权结果得到所述指标实测值的组合赋权结果包括：

12、将计算组合赋权结果的问题转化为统筹若干个参与者决策的问题，求解最优博弈系数，根据所述最优博弈系数得到所述指标实测值的组合赋权结果。

13、在一种可能的实现方式中，步骤三包括：

14、根据所述组合赋权结果和所述指标实测值计算水资源发展指数、能源发展指数和粮食发展指数，加权求和得到所述水-能源-粮食纽带发展度。

15、根据所述组合赋权结果和所述指标实测值计算水-能源协调指数、水-粮食协调指数和能源-粮食协调指数，加权求和得到所述水-能源-粮食纽带协调度。

16、在一种可能的实现方式中，步骤四中，采用乘积平方根的方式对所述水-能源-粮食纽带发展度和所述水-能源-粮食纽带协调度进行耦合。

17、在一种可能的实现方式中，步骤四后还包括：

18、步骤五，基于理想点偏移度计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的障碍度，根据所述障碍度识别所述水-能源-粮食纽带评价指标中的障碍因子指标。

19、在一种可能的实现方式中，步骤五中，所述基于理想点偏移度计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的障碍度包括：

20、计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的标准化值距离理想点的偏移度。

21、计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标对所述水-能源-粮食纽带发展度或所述水-能源-粮食纽带协调度的贡献度。

22、根据所述偏移度和所述贡献度计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的障碍度。

23、本申请中的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，具有以下优点：

24、通过基于博弈论的组合赋权法解决现有赋权方法偏好不一致的问题，提高了水-能源-粮食纽带协调发展度评价的科学性。

25、提出的水-能源-粮食纽带评价指标包括：发展状态评价指标和协调状态评价指标，通过从系统发展状态和系统间协调状态两个维度构建指标，提高了指标全面性，进而提高了协调发展度评价的可靠性。

26、提出的赋权方法包括：熵权法、变异系数法和critic法，均为客观赋权方法，避免了主观偏差，提高了基于博弈论的组合赋权法的合理性。

27、提出的将计算组合赋权结果的问题转化为统筹若干个参与者决策的问题，求解最优博弈系数，根据最优博弈系数得到指标实测值的组合赋权结果，通过最优博弈系数使得组合赋权结果与各组赋权结果的向量离差最小，提高了组合赋权结果的准确性。

28、提出的基于理想点偏移度计算水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的障碍度，根据障碍度识别水-能源-粮食纽带评价指标中的障碍因子指标，能够准确反映出制约水-能源-粮食纽带协调发展的指标，为后续管理提供了方向。

技术特征：

1.一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤一中，所述水-能源-粮食纽带评价指标包括：发展状态评价指标和协调状态评价指标。

3.根据权利要求2所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤一中，所述发展状态评价指标包括：水资源发展状态评价指标、能源发展状态评价指标和粮食发展状态评价指标；

4.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤二中，所述赋权方法包括：熵权法、变异系数法和critic法。

5.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤二中，所述采用基于博弈论的组合赋权法根据若干组赋权结果得到所述指标实测值的组合赋权结果包括：

6.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤三包括：

7.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤四中，采用乘积平方根的方式对所述水-能源-粮食纽带发展度和所述水-能源-粮食纽带协调度进行耦合。

8.根据权利要求1所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤四后还包括：

9.根据权利要求8所述的一种水-能源-粮食纽带协调发展度评价方法，其特征在于，步骤五中，所述基于理想点偏移度计算所述水-能源-粮食纽带评价指标中每项指标的障碍度包括：

技术总结本发明公开了一种水‑能源‑粮食纽带协调发展度评价方法，包括以下步骤：收集水‑能源‑粮食纽带评价指标中每项指标的指标实测值；采用若干种赋权方法分别对指标实测值进行赋权，得到若干组赋权结果，采用基于博弈论的组合赋权法得到指标实测值的组合赋权结果；根据组合赋权结果和指标实测值计算水‑能源‑粮食纽带发展度和水‑能源‑粮食纽带协调度；对水‑能源‑粮食纽带发展度和水‑能源‑粮食纽带协调度进行耦合，得到水‑能源‑粮食纽带协调发展度，评价协调发展阶段。本申请通过基于博弈论的组合赋权法解决现有赋权方法偏好不一致的问题，提高了水‑能源‑粮食纽带协调发展度评价的科学性。技术研发人员：王新奎,蒋昌波,隆院男,宋昕熠,周光青,李佳受保护的技术使用者：长沙理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9