(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211007706.1 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 中国水利水电科 学研究院 地址 100038 北京市海淀区车公庄西路20 号 (72)发明人 尚毅梓　李晓飞　尚领　冶运涛　 龚家国　段沛　刘志武　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 陈航 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 区域多部门协同的基础设施规划方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种区域多部门协同的基础 设施规划方法及系统， 具体为对研究区域内WEE F 系统进行协调性评价并制定评分框架； 利用水文 模型对研究区域内环境可持续性和水安全项目 进行参数计算； 利用预设评分方法对基础设施投 资的拟议中的规划进行评估和评分， 得到评价结 果； 根据评价结果对规划进行调整， 再返回到上 一步骤进行评估和评分， 直至评价结果合格； 根 据确定的基础设施排序方案对规划进行评价。 该 方案将研究区域看作一个整体系统进行研究， 并 在研究过程中考虑相关的基础设施之间也存在 的相互影 响和作用， 这样就能够为系统调控政策 以及基础设施规划措施提供相应的理论依据和 参考。 权利要求书3页 说明书14页 附图5页 CN 115358587 A 2022.11.18 CN 115358587 A 1.区域多部门协同的基础设施规划方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 对规划区内的WE EF系统的协调性进行评价， 并制定 评分框架； S2、 计算规划区内的环境可持续 性和水安全程度的关键 评价参数； S3、 根据计算出的关键评价参数及评分框架， 评价WEEF系统中当前拟定的水资源、 能 源、 环境以及粮食子系统的相关基础设施发展规划， 获得评价结果； S4、 根据评价结果， 对当前基础 设施发展规划进行优化调整， 直到评价结果满足期望标 准， 获得合格规划方案； S5、 对所有合格规划方案进行风险评估， 确定最终规划方案， 并运用最终规划方案对规 划区内的基础设施进行总体规划及布局建 设。 2.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S1中， 进行协调性评价的方法具体为： S11、 对规划区内的基础设施进行类型划分， 获取规划区中水、 能源、 环境及粮食子系统 相关的原 始数据， 并进行 标准化处理； S12、 基于标准 化处理的数据， 构建协调性评价体系并确定其权 重； S13、 根据协调性评价体系中各评价指标的标准化值及其权重， 依次计算WEEF系统的耦 合度、 综合评价指数及耦合协调度； S14、 基于WE EF系统的耦合度和耦合协调度， 对WE EF系统进行协调性评价。 3.根据权利要求2所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S12中， 协调性评价体系指标体系中的评价指标为用于WEEF系统的协调耦合程度的评价指 标； 所述步骤S12中， 协调性评价指标体系中评价指标的权 重wj为： 式中， gi为差异系数， n为协调性评价指标体系中的评价指标总数， 下标i为评价指标的 序数， j为第i个评价指标Xi在一个统计年份中对应的m个数值中的第j个数值， j＝1,2, …, m， 且m<n； 所述步骤S13中， WE EF系统的耦合度C的计算公式为： C＝[F1(t)*F2(t)*F3(t)*F4(t)/(F1(t)+F2(t)+F3(t)+F4(t))3]1/3 式中， F1(t)、 F2(t)、 F3(t)、 F4(t)分别为WEEF系统中水资源、 能源、 环境和粮食子系统 的 综合指数， 其 根据协调性评价指标体系中各对应子系统中评价指标的权 重确定； 所述步骤S13中， WE EF系统的综合评价指数的综合评价指数T为： T＝aF1(t)+bF2(t)+cF3(t)+dF4(t) 式中， a、 b、 c、 d分别为水资源、 能源、 环境和粮食子系统的权 重系数； 所述耦合协调度D为： 所述步骤S14中评价方法具体为： 分析WEEF系统的耦合度及耦合协调度的时序变化， 当耦合度呈增长趋势时， 则表明当权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115358587 A 2前基础设施对水资源、 能源、 环境和粮食的依赖程度以及对生态环境的破坏程度在不断加 强； 当系统耦合度呈减少趋势， 则表明当前基础设施对水、 能源、 环境和粮食的依赖程度不 断减轻。 4.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S1中的评分框架用于对基础设施规划的协同效应进行简化评估， 以反映不同决策与政策 下， 规划区内水资源、 能源、 环境和粮食子系统之 间的相互作用变化及其对基础设施规划布 局的影响； 所述评分框架中的评分标准包括基础设施在WEEF系统中各子系统的关联程度 ICSU评分、 基础设施规划与水的关联程度、 基础设施 规划对实现各子系统目标的影响程度， 以及基础设施规划对粮食安全、 能源安全、 水安全以及环境可持续 性的贡献程度。 5.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S2中运用水文模型对规划区内的环境可持续 性和水安全程度的关键 评价参数进行计算； 所述水文模型包括新安江模型、 陕北模型、 Tank模型、 黑箱模型、 SWMM模型以及SWAT模 型； 在选择水文模型时根据规划区的实际水文特点基于需要计算的关键评价参数选择对 应的水文模型。 6.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S2中， 计算关键 评价参数的方法具体为： S2‑1、 利用SWAT模型模拟规划区内的土地利用和气候变化对径流的影响， 进而按土地 利用和土壤面积阈值对规划区进行区域划分， 使其对应于SWAT模型中的水文响应单 元； S2‑2、 基于规划区的土壤及气候特点， 选择水文模型计算各水文响应单元上的净雨计 算产流量、 泥沙及污染物质产生 量； 其中， 对于湿润区域的水文响应单元采用新安江模型， 对于干旱区域的水文响应单元 采用陕北模型； S2‑3、 利用SWMM模型对规划区中流域的流量过程线、 污染物浓度过程线、 超负荷 水量以 及所需泄流 量进行演算， 进 而得到规划区内的出口断面 流量、 泥沙和污染负荷； S2‑4、 将净雨计算产流量、 泥沙及污染物质产生量、 出口断面流量、 泥沙和污染负荷， 作 为规划区内的环境可持续 性和水安全程度的关键 评价参数。 7.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S3中， 分别通过指数评分法、 集对分析法以及主成分 分析法对基础设施规划进行评估； 其中， 指数评分法用于定量的对当前基础设施发展规划进行评分； 集对分析法用于从 众多的基础设施发展规划中选择出相对最优； 主成分分析法用于确定影响当前基础设施发 展规划的主 要评价指标。 8.根据权利要求7所述的区域多部门协同的基础 设施规划方法， 其特征在于， 所述步骤 S5中， 对通过指数评分法、 集对分析法以及主成分分析法的评估结果对拟定方案调整后获 得的任一 合格规划方案进行风险评估的方法具体为： S5‑1、 对合格规划方案对应的规划范围进行评估和决策， 识别可能存在的风险； S5‑2、 量化风险可能带来的影响及损失， 得到风险分析 结果； S5‑3、 基于风险分析结果进行实施决策的适应性学习， 将能够规避风 险的规划方案作 为最终规划方案 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115358587 A 3