雅砻江水电开发虚拟研究中心构建的理论与运行机制研究

华中科技大学博士学位论文雅砻江水电开发虚拟研究中心构建的理论与运行机制研究姓名：罗志猛申请学位级别：博士专业：系统分析与集成指导教师：周建中2010-06-03I华中科技大学博士学位论文摘要在西部大开发和国家能源战略实施的背景下，我国水电开发进入快速建设期，已建、在建和待建水电工程规模庞大，对水电工程项目开发管理、梯级电站联合优化运行以及流域生态环境统筹保护等问题的研究都极具挑战性和开创性。雅砻江流域梯级水电开发也面临着许多关键科学问题和工程技术难题，这些问题的研究往往横跨多个学科，涉及多个领域，仅依靠流域水电开发企业自身的科研实力很难解决，需要企业、高校和科研院所等多方协同参与、共同解决，因此，构建雅砻江流域水电开发虚拟研究中心具有十分重要的现实和社会意义。本文研究以雅砻江流域水电梯级开发的工程实践为背景，引入信息论、系统论、对策论、控制论和协同论等多学科综合交叉研究的理论与方法，探索并建立基于复杂性科学理论、运用现代信息科学方法与技术手段的虚拟组织管理模式的理论与方法，深入系统地开展了雅砻江水电开发虚拟研究中心构建的理论与运行机制研究，主要研究内容和创新性成果包括：（1）针对雅砻江流域水电梯级综合开发的特点和二滩公司技术创新的需求特性，论证了成立雅砻江水电开发虚拟研究中心的必要性和可行性，设计了雅砻江水电开发虚拟研究中心组织结构；解析了虚拟研究中心伙伴优选决策过程中的信息模糊性和不确定性，建立了雅砻江水电开发虚拟研究中心伙伴优选决策评价体系，提出了一种基于SVM-FAHP的优选决策模型，解决了虚拟研究中心综合评价中伙伴数量过多导致的优选决策效率低和精度差等问题，为雅砻江水电开发虚拟研究中心的组建与运行提供决策支持。（2）探讨研究了虚拟研究中心的信任机制、利益分配机制、激励机制、决策机制和协调机制，提出了雅砻江水电开发虚拟研究中心联合管理、纵向管理和自主管理三种项目管理模式；为解决虚拟研究中心知识共享中存在的机会主义行为和自我保护意识等问题，建立了一种基于Stackelberg主从博弈的虚拟研究中心知识共享决策模型，推求了博弈过程中知识共享决策总体投入的均衡值、各成员的知识共享率及知识共享总体收益，解析了影响博弈结果的各参数之间的相互关系，研究表明基于Stackelberg博弈的优先决策模型有利于虚拟研究中心项目小组整体绩效的提升。（3）构建敏捷化、柔性化和分布式的虚拟研究中心知识管理系统，可直接提高虚拟研究中心的创新力和竞争力。分析了知识管理系统组成和虚拟研究中心知识管II华中科技大学博士学位论文理特点，提出了一种基于WebService的虚拟研究中心知识管理系统模型，构建了雅砻江水电开发虚拟研究中心知识管理系统，可促进虚拟研究中心知识成果的有效管理，实现知识资源的交流、共享和创新，提高虚拟研究中心在复杂环境下的竞争能力。（4）研究了虚拟研究中心的发展对策，探讨了虚拟研究中心解体与转型的组织模式，对虚拟研究中心的解体形式、绩效评价及解体事务处理等进行了分析研究；针对虚拟研究中心综合绩效评价中定性指标难以量化以及某些指标之间相互耦合等问题，建立了综合绩效评价指标体系，提出了一种基于TFN-ANP的综合绩效评价模型，构建了指标非线性组合关系的多属性绩效综合评价模型与算法，为虚拟研究中心降低项目运行成本，提高运营绩效提供决策支持。（5）以虚拟研究中心构建的相关理论研究成果为指导，通过业务流程重构，设计了虚拟研究中心管理模式及其信息流程的映射关系和支持负载均衡策略的集成拓扑结构，构建了雅砻江水电开发虚拟研究中心信息平台，提出了基于分布式对象中间组件技术的三层软件体系架构模型，实现了虚拟研究中心知识共享、信息发布、项目管理和成员管理等高级应用功能，此外，还分析展望了雅砻江虚拟研究中心信息平台的应用与推广前景。关键词：虚拟研究中心，水电开发，支持向量机，网络分析法，Stackelberg博弈，知识管理，决策分析，WebService技术III华中科技大学博士学位论文AbstractWiththedeepeningofthehydropowerbasesofSouthwestChina,itbecomemoreandmorechallengingandgroundbreakingforthedevelopmentandmanagementoflargehydropowerprojects,valleyecosystemenvironmentalprotectionandjointoptimizationofcascadehydropowerstation.ItisalsoconfrontedwithmanykeyscientificissuesandtechnicalproblemsduringtheprocessofcascadehydropowerdevelopmentofYalongriverbasin.Generally,thesekindofproblemsareacrossmultipledisciplinesandinvolveinanumberofareas,thusitisverydifficulttosolvetheseproblemscompletelybytheresearchstrengthofthehydropowerdevelopmententerprisesthemselves.Itneedstocombinetheenterprises,universitiesandresearchinstitutestocollaborativesolvetheseproblems,whichmeanithasgreatpracticalandsocialsignificancetotheYalongriverVirtualResearchCenter(VRC).BackgroundofthecascadehydropowerdevelopmentofYalongriverbasin,thisresearchintroduceofinformationtheory,systemtheory,gametheory,cybernetics,synergeticsandothertheoriesandmethods,exploreandestablishthevirtualorganizationmanagementtheoryandmethodsbasedonthecomplexsciencetheory,moderninformationmethodsandtechnicalmeans,researchtheprincipleandoperatingmechanismofYalongriverVRC,andthemaincontentsandinnovativeresultsarelistedasfollows.(1)AccordingtothedemandcharacteristicsofErtancompanytechnologicalinnovationandtheengineeringbackgroundofhydropowerdevelopmentofYalongriverbasin,thenecessityandfeasibilityfortheformationoftheYalongriverVRCaredemonstratefirstlyandtheYalongriverVRCorganizationstructureisdesigned.Secondly,thecomplexityandtheuncertaintyinselectingpartnerofVRCarerevealed,thenanovelevaluationmodelbasedonsupportvectormachineandfuzzyanalytichierarchyprocess(SVM-FAHP)isproposed.Theproblemscausedbytoomanycooperativepartnersaresolvedandtheclassificationprecisionanddecision-makingefficiencyarebothimproved.ThisresearchresultscanprovidedecisionsupportsforVRC’sformationandoperation.(2)Thetrustmechanism,benefitdistributionmechanism,incentivemechanism,decisionmechanismandcoordinationmechanismoftheYalongriverVRCarediscussedIV华中科技大学博士学位论文andstudied.Threeprojectmanagementmodelssuchasjointmanagement,verticalmanagementandindependentmanagementarealsoproposed.Tosolvetheproblemscausedbytheopportunismandself-protectionofknowledgesharinginvirtualresearchcenter(VRC),aknowledgesharingdecisionmodelbasedonStackelbergleader-followergameisproposed.Theequilibriumvaluesofrelevanteffortsmadebybothpartiesinknowledgesharing,theknowledgesharingratesofmembersandthetotalexpectedgainfromknowledgesharingaredeterminedinthedecision-makingprocess.Thentherelationshipamongtheparametersofgameresultswasanalyzed.TheresultsshowthatitisaneffectivewayformembersofVRCtomaximizethebenefitsofeachotherandimprovetheprojectteamperformancebybuildingtheknowledgesharingdecisionmodelproposedabove.(3)ItcandirectlypromoteinnovationandcompetitivenessabilityofVRCtobuildaknowledgemanagementsystemwhichhasagility,flexibilityanddistributedcharacters.BasedontheanalysisofsystemcomponentsandfeaturesofKnowledgemanagementsystem,acomprehensivemodeloftheknowledgemanagementsystem(KMS)ofthevirtualresearchcenterbasedonWebServiceisproposed.ThentheknowledgemanagementsystemofthevirtualresearchcenterofYalongriverhydropowerdevelopmentisbuilt.TheresultsshowthatitisaneffectivewayforVRCtorealizesharing,communicationandinnovationofknowledgeandenhancetheVRC’scompetitivenessinacomplexenvironmentthroughbuildin