应用鱼鹰优化算法改进随机森林模型对区域水-能源-粮食关联系统安全评价

刘东; 汝文超; 张亮亮; 李佳民; 赵丹

doi:10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2025.04.007

东北农业大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (04) : 64 -74. DOI: 10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2025.04.007

应用鱼鹰优化算法改进随机森林模型对区域水-能源-粮食关联系统安全评价

刘东, 汝文超, 张亮亮, 李佳民, 赵丹

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摘要

为分析区域水-能源-粮食关联（WEFN）系统安全水平，通过探索WEFN系统安全测度新方法，构建基于鱼鹰算法改进随机森林（OO-RF）模型的WEFN系统安全测度模型。以建三江分公司及其下辖的15个农场为例，分析建三江分公司的WEFN系统安全时间变化规律及其驱动机制。结果表明：建三江分公司的WEFN系统安全在时间上呈波动增长态势，在空间上WEFN系统安全呈由西南向东北发展趋势。确定万元GDP能耗等指标为关键驱动因子，2007—2011年、2012—2016年、2017—2021年间主要驱动力，分别为：机械总动力、人均耕地面积、万元GDP能源消耗、化肥施用量、地均灌溉用水量；机械总动力、万元GDP能源消耗、万元农业增加值用水量、人均耕地面积；机械总动力、化肥施用量、机械柴油消耗量。对比模型，OO-RF模型在精度上具有突出优势，证明该模型适用于WEFN系统安全测度。研究成果丰富了智能优化与机器学习在WEFN系统研究中的耦合应用，为WEFN系统安全运行机制探寻提供新思路。