Đặt vấn đề, cách tiếp cận, phương pháp giải số bài toán phân phối nước có lưu ý xâm nhập mặn. (Bài toán 3) Phân tích các nhóm số liệu cần thiết để tự động hóa tính toán. Đề xuất cấu trúc CSDL liên quan. Xây dựng lược đồ công nghệ thông tin tự động hóa xử lý số liệu và tính toán phương án tối ưu giải quyết bài toán 1, 2, 3.
Xem xét ví dụ ứng dụng cụ thể. Phạm vi, giới hạn của luận văn Luận văn chỉ giải quyết các bài toán trên lý thuyết, còn trong thực tế do tại Việt Nam chưa có tổ chức nghiên cứu được số liệu chính xác nên chưa áp dụng được một cách cụ thể. Phương pháp thực hiện Phương pháp luận, lựa chọn Chọn phương Lập trình tin Kiểm tra mô phương trình pháp số học hình đã xây toán học dựng 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nghiên cứu liên quan 1.1 Giới thiệu lý thuyết trò chơi Lý thuyết trò chơi được phát triển vào nửa đầu thế kỷ 20.
Mục đích chính của lý thuyết trò chơi là những người chơi đều giành được tối ưu cho mình như đã nói ở trên. Có hai loại trò chơi hợp tác là trò chơi hợp tác với lợi ích chuyển đổi và trò chơi hợp tác chia sẽ cước phí. Trong trò chơi hợp tác, vấn đề đặt ra là phải tìm một vector phân phối tối ưu đến mức có thể được cho mỗi người chơi. Khái niệm lõi (the core) của trò chơi hợp tác được dùng để mô tả tập các vector phân phối, lõi có khi là tập rỗng, có khi lại là một tập vô số các vector.
Các khái niệm giá trị Shapley, Nucleolus dùng để chỉ một vector phân phối tính toán được. Giới thiệu các phép toán sử dụng Người chơi hay đấu thủ Người chơi là tác nhân có thể quyết định và nhận các kết quả của quyết định. Người chơi có thể là người, công ty thậm chí là tự nhiên. Tập hợp người chơi N={1,.
Tập hợp người chơi có thể hữu hạn hoặc vô hạn. Chiến lược Mỗi người chơi có các kế hoạch hành động khả thi gọi là chiến lược. Tất cả các chiến lược của người chơi thứ i tạo thành không gian chiến lược kí hiệu Si. Một chiến lược kí hiệu là si Si.
Tập hợp không gian chiến lược ( s1 ,., sn ) của các người chơi gọi là một danh mục chiến lược. Thu hoạch Khi người chơi i và những người chơi khác chọn chiến lược mỗi người chơi thu được môt lợi ích và gọi là thu hoạch ui : S R ., sn ) thì thu hoạch là ui (s1 ,. Người chơi là lý trí nếu họ hành động với mục tiêu tối đa. Luật chơi 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC.
Tập hợp tất cả các quy tắc cách thức người chơi hành động, những gì họ được biết.2 Các dạng biểu diễn trò chơi Dạng chuẩn tắc Trò chơi chuẩn tắc (hoặc dạng chiến lược) là một ma trận cho biết thông tin về các người chơi, chiến lược và cơ chế thưởng phạt. Ví dụ, có hai đấu thủ, một người chọn hàng, người kia chọn cột. Mỗi đấu thủ có hai chiến lược, mỗi chiến lược được biểu diễn bởi một ô được xác định bởi số hiệu hàng và số hiệu cột của nó. Mức thưởng phạt được ghi trong ô đó.
Giá trị thứ nhất là mức thưởng phạt cho đấu thủ chơi theo hàng (trong ví dụ là người chơi 1), giá trị thứ hai là mức thưởng phạt cho người chơi theo cột (trong ví dụ là người chơi 2). Giả sử người chơi 1 chọn hàng trên và người chơi 2 chọn cột trái. Khi đó, người chơi 1 nhận 4 điểm và người chơi 2 nhận 3 điểm. Khi một trò chơi được biểu diễn bằng dạng chuẩn tắc, người ta coi rằng mỗi người chơi hành động một cách đồng thời, hoặc ít nhất không biết về hành động của người kia.
Nếu các người chơi có thông tin về lựa chọn của các người chơi khác, trò chơi thường được biểu diễn bằng dạng mở rộng. Trò chơi dạng chuẩn tắc. Người chơi 2 chọn cột trái Người chơi 2 chọn cột phải Người chơi 1 chọn hàng trên 4;3 -1;-1 Người chơi 1 chọn hàng dưới 0;0 3;4 Dạng mở rộng Hình 1-1. Dạng mở rộng của lý thuyết trò chơi 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC.
Các trò chơi dạng mở rộng mô tả trò chơi có thứ tự quan trọng. Ở đây, trò chơi được biểu diễn bằng cây. Mỗi đỉnh (hoặc nút) biểu diễn một điểm mà người chơi có thể lựa chọn. Người chơi được chỉ rõ bằng một số ghi cạnh đỉnh.
Các đoạn thẳng đi ra từ đỉnh đó biểu diễn các hành động có thể cho người chơi. Mức thưởng phạt được ghi rõ tại đáy cây. Trong trò chơi trong hình 1-1 có hai người chơi. Người chơi 1 đi trước và chọn F hoặc U.
Người chơi 2 nhìn thấy nước đi của người chơi 1 và chọn A hoặc R. Giả sử người chơi 1 chọn U và sau đó người chơi 2 chọn A. Khi đó, người chơi 1 được 8 điểm và người chơi 2 được 2 điểm.3 Những vấn đề cần giải quyết Tài nguyên nước cung cấp các dịch vụ tiêu dùng và sản xuất. Tuy nhiên sự suy thoái chất lượng nước là nguyên nhân quan trọng dẫn đến tình trạng khan hiếm nước ở các quốc gia.
Quản lý tài nguyên nước lại liên quan đến sự tương tác và phụ thuộc lẫn nhau của các bên liên quan cũng như mâu thuẫn về lợi ích của họ. Chất lượng nước và mâu thuẫn thường do: Tình trạng khan hiếm nước do lượng mưa không đều, nhiều người sử dụng, các nguồn ô nhiễm xả vào nước, ô nhiễm ở thượng nguồn ảnh hưởng đến khu vực hạ lưu và sự vận chuyển nước phá vỡ sự cân bằng về chất lượng và lượng nước lưu vực. Lý thuyết trò chơi là một cách tiếp cận phù hợp với mô hình và giải quyết xung đột nước. Được đưa ra bởi John Von Neumanm và Oskar Morgenstern vào 1944.2 Phân tích nghiên cứu ngoài nước.
Lý thuyết trò chơi được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó quản lý tài nguyên nước được đặc biệt chú ý bởi lưu vực sông thường thuộc nhiều tỉnh thành hay quốc gia khác nhau. Những ứng dụng đầu tiên trong quản lý tài nguyên nước là phân chia lợi ích trong đàm phán hiệp ước giữa Ấn Độ và các tỉnh Đông Pakistan, cùng chia sẻ tài nguyên nước của sông Ganger và Brahmaputra (Rogers, 1969). Lý thuyết trò chơi là một công cụ hữu ích cho phân bổ chi phí của dự án chia sẻ nguồn nước, chia sẻ chi phí xử lý chất thải 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC. trong khu vực.
Trong mỗi trường hợp, từng quốc gia được coi là các đấu thủ trong trò chơi. Lý thuyết trò chơi áp dụng thành công để phân tích và giải quyết các cuộc tranh chấp liên quan đến phân bổ nguồn nước và giảm nitơ trong dự án vận chuyển nước Nam Bắc ở Trung Quốc (Wei, 2010). Nghiên cứu của (Kucukmehmetoglu et al., 2004) áp dụng vào phân bổ nguồn nước quốc tế ở sông Euphrates và Tigris. Quản lý tài nguyên nước ở lưu vực sông Rio bằng lý thuyết trò chơi được thực hiện trong nghiên cứu (Teasley, 2008).
(Okada et al., 1992) nghiên cứu ứng dụng lý thuyết trò chơi nhằm phân bổ hợp lý nơi xử lý chất thải. Nghiên cứu của (Dinar et al., 1997) được thực hiện nhằm giảm chi phí xử lý ô nhiễm. Dự án phát triển phân bổ chi phí xử lý nước thải tập trung và tại cơ sở (Giglio et al. (Tisdell et al., 1992) đã sử dụng lý thuyết trò chơi hợp tác để phân bổ mô hình hiệu quả và công bằng xã hội về nước trong sáu trang trại đại diện tại Queenland, Úc.
Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết trò chơi vào cấp nước đô thị được thực hiện bởi (Young et al. Công trình này đề cập tới mười tám thành phố của Thụy Điển có nhu cầu phát triển hệ thống cấp nước đô thị. Hệ thống được chia thành sáu nhóm, mỗi nhóm được coi là đại lý duy nhất ,bao gồm một phân bổ chi phí trong những thành phố duy nhất trong mỗi nhóm. Ngoài ra lý thuyết trò chơi còn được áp dụng ở sông Nile, Orumieh lưu vực sông ở Iran và nhiều lưu vực sông khác.
Trong nghiên cứu của nhóm tác giả (Kucukmehmetoglu et al., 2004) xem xét sử dụng chung nguồn nước từ sông Euphrates-Tigris nằm giữa Thổ Nhỉ Kỳ, Syria và Iran. Trong thời gian qua xuất hiện các cuộc xung đột, có xu hướng ngày càng tăng kể từ đầu năm 1970. Để giúp cho việc phân tích các xung đột này bài báo xây dựng một mô hình tối ưu hóa phân bổ nguồn nước ở Lưu vực sông Euphrates và Tigris (ETRBM). Khái niệm lý thuyết trò chơi hợp tác được sử dụng để xác định phân bổ nước ổn định, theo đó cả ba nước tìm thấy lợi ích cho sự hợp tác.
Nghiên cứu tập trung vào xây dựng mô hình tối ưu hoá phân bổ nguồn nước và mô hình phân bổ lợi ích, sử dụng các khái niệm và kỹ thuật của lý thuyết trò chơi. Mô hình ETRBM được đề xuất trong nghiên cứu như sau. Mô hình ETRBM, mạng lưới, cấu trúc vật lý cơ bản của lưu vực nước E-T, kết hợp việc cung cấp của hồ chứa và trung tâm phân phối nước toàn khu vực. Nó bao gồm 63 điểm yêu cầu (i) và 45 điểm cung cấp (j) (hình 1.
Những điểm cung cấp (hoặc là đập hoặc phụ lưu 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC. ngã ba sông) cung cấp tất cả nước cho thành phố, sử dụng nông nghiệp và mỗi điểm nhu cầu giả định được cung ứng bởi những điểm cung cấp tốt nhất. Mô hình ETRBM là một mô hình tuyến tính thiết kế mức cực đại tổng lợi ích kiếm được của ba quốc gia. Lợi nhuận kiếm được bao gồm lợi nhuận từ nông nghiệp, thành phố và năng lượng sử dụng từ nước trong dòng lưu vực ở các điểm nhu cầu khác nhau trừ đi các chi phí vận chuyển nước từ điểm cung cấp đến các điểm nhu cầu trong liên kết các khu vực.
Mô hình này giải thích cho sự cân bằng các yêu tố cơ bản cho việc rút nước khỏi dòng cho việc sử dụng nông nghiệp, đô thị và hoạt động sản xuất điện. 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ: MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀO QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC.