Модели управления гидротехническими проектами на пойменных территориях с учетом активности хозяйствующих субъектов
Автор: Исаева И.И., Воронин А.А.
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Моделирование, информатика и управление
Статья в выпуске: 1 т.27, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье проведено исследование проблемы управления гидротехническими мультипроектами установки системы паводковых плотин на пойменных территориях с учетом активности ее хозяйствующих субъектов (модель «Центр - агенты»). Различие в величинах экологического и экономического эффекта для разных вариантов мультипроекта позволило исследовать задачу синтеза оптимального механизма его софинансирования. Для исследования данной проблемы построены и исследованы две математические модели иерархических игр Γ2(Γ0) и Γ1(Γ0). Для численного поиска равновесий Нэша в игре агентов Γ0 предложено два алгоритма, использующие метод «угроз - контругроз». Работа алгоритмов проиллюстрирована на модельных примерах. В случае аддитивности мультипроектного эффекта Центра по эффектам составляющих его простых проектов поиск гарантирующей стратегии Центра сводится к решению задачи целочисленного программирования. Пример неаддитивной зависимости исследован в рамках моделирования мультипроекта установки системы паводковых плотин на территории северной части Волго-Ахтубинской поймы. Реализующая гарантирующую стратегию Центра параметрическая зависимость «затраты - эффект» найдена специально разработанным эвристическим алгоритмом «доноры - акцепторы». Расчет целевой функции Центра проводился по цифровым картам паводковых затоплений, построенным в ходе численного моделирования динамики поверхностных вод с использованием программного комплекса EcoGIS-Simulation. Связь алгоритма оптимизации с цифровой моделью рельефа территории осуществлялась с помощью разработанного программного приложения. Проведенное исследование показывает потенциальную практическую применимость предложенной модели управления и разработанных алгоритмов поиска решений задач оптимизации для реализации гидротехнических проектов на пойменных территориях.
Механизмы софинансирования, иерархические игры, гидродинамическое и геоинформационное моделирование, управление гидротехническими проектами, волго-ахтубинская пойма
Короткий адрес: https://sciup.org/149145780
IDR: 149145780 | DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2024.1.4
Список литературы Модели управления гидротехническими проектами на пойменных территориях с учетом активности хозяйствующих субъектов
- Александровский, А. Ю. Влияние русловых деформаций в нижнем бьефе на условия работы энергетического оборудования ГЭС / А. Ю. Александровский, Б. И. Силаев, В. В. Чуканов // Гидротехническое строительство. — 2002. — № 11. — C. 20–23.
- Анализ экологических последствий эксплуатации Волгоградского водохранилища для сохранения биоразнообразия основных водно-болотных территорий Нижней Волги. Отчет о НИР / И. В. Землянов, О. В. Горелиц, А. Е. Павловский, Е. Ю. Шикунова, М. В. Козлова, А. А. Сапожникова. — М.: ФГУ «ГОИН», 2010. — 675 c.
- Асарин, А. Е. Русловые деформации в нижнем бьефе волгоградского гидроузла и возможности их ограничения / А. Е. Асарин, К. В. Ткачев // Гидротехническое строительство. — 2014. — № 12. — C. 54–58.
- Буланов, Е. П. Понижение кривой расходов в нижнем бьефе Волжской ГЭС, связанное с общими размывами русла / Е. П. Буланов // XV пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозийных, русловых и устьевых процессов. Доклады и краткие сообщения. — Волгоград–Москва: Перемена, 2000. — C. 71–73.
- Векслер, А. Б. Переформирование русла в нижних бьефах крупных гидроэлектростанций / А. Б. Векслер, В. М. Доненберг. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 217 c.
- Водно-экологические проблемы Волго-Ахтубинской поймы / М. В. Болгов, К. Ю. Шаталова, О. В. Горелиц, И. В. Землянов // Экосистемы: экология и динамика. — 2017. — Т. 1, № 3. — C. 15–37.
- Иванов, В. В. Влияние гидроузлов на деформации пойменных берегов и русловых форм в низовьях реки Волги и Кубани / В. В. Иванов, В. Н. Коротаев // Эрозия почв и русловые процессы. — 2008. — Вып. 16. — C. 224–242.
- Льюс, Р. Д. Игры и решения / Р. Д. Льюс, Х. Райфа . — М.: Иностранная литература, 1961. — 642 c.
- Мажбиц, Г. Л. Изменение положения кривой связи расходов и уровней воды и русловые процессы в нижнем бьефе Волжской ГЭС / Г. Л. Мажбиц, Е. П. Буланов // Материалы Всесоюзной научно-практической конференции «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления». — Астрахань, 2007. — C. 232–240.
- Новиков, Д. А. Теория управления организационными системами / Д. А. Новиков. — М.: Издательство физико-математической литературы, 2012. — 604 c.
- Храпов, С. С. Численная схема для моделирования динамики поверхностных вод на основе комбинированного SPH-TVD-подхода / С. С. Храпов, А. В. Хоперсков, Н. М. Кузьмин // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. — 2011. — Т. 12, вып. 1. — C. 282–297.
- Храпов, С. С. Численное моделирование самосогласованной динамики поверхностных и грунтовых вод / С. С. Храпов // Математическая физика и компьютерное моделирование. — 2021. — Т. 24, вып. 3. — C. 45–62.
- A Modeling Assessment of Large-Scale Hydrologic Alteration in South American Pantanal Due to Upstream Dam Operation / P. F. Jardim, M. M. M. Melo, L. D. C. Ribeiro, W. Collischonn, A. R. Paz // Frontiers in Environmental Science. — 2020. — Vol. 8. — Article ID: 567450. — DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fenvs.2020.567450
- Khrapov, S. S. Application of Graphics Processing Units for Self-Consistent Modelling of Shallow Water Dynamics and Sediment Transport / S. S. Khrapov, A. V. Khoperskov // Lobachevskii Journal of Mathematics. — 2020. — Vol. 41, № 8. — P. 1475–1484.
- Long-Term Deposition of Fine Sediments in Vienna’s Danube Floodplain before and after Channelization / S. Hohensinner, S. Grupe, G. Klasz, T. Payer // Geomorphology. — 2022. — Vol. 398. — Article ID: 108038. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.108038
- Post-damming Flow Regime Development in a Large Lowland River (Volga, Russian Federation): Implications for Floodplain Inundation and Fisheries / K. Gorski, L. V. van den Bosch, K. E. van de Wolfshaar, H. Middelkoop, L. A. J. Nagelkerke, O. V. Filippov // River Research and Applications. — 2012. — Vol. 28, iss. 16. — P. 1121–1134.
