[发明专利]洪水预测模型的确定方法及装置在审

专利信息
申请号: 201810181956.4 申请日: 2018-03-06
公开(公告)号: CN108596357A 公开(公告)日: 2018-09-28
发明(设计)人: 丁留谦;阚光远;何晓燕;王帆;姜晓明;李纪人;任明磊;王刚;张忠波;赵丽平 申请(专利权)人: 中国水利水电科学研究院
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04
代理公司: 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 代理人: 刘小鹤
地址: 100048 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 预测模型 洪水 初始状态变量 输出结果 初始模型参数 水文气象数据 预设条件 起始状态 数据库 存储 配置 预测 重复
【权利要求书】:

1.一种洪水预测模型的确定方法,其特征在于,所述方法包括:

获取数据库中存储的目标水文气象数据,所述目标水文气象数据为与所述洪水预测模型的待模拟场次的洪水相关的水文气象数据;

设置所述洪水预测模型中所述待模拟场次的洪水的初始状态变量,所述初始状态变量表征所述待模拟场次的洪水的起始状态;

配置所述洪水预测模型的初始模型参数数据,所述初始模型参数数据用来优化模型参数;

将所述目标水文气象数据输入所述洪水预测模型,并重复基于所述洪水预测模型的输出结果,调整所述初始状态变量以及所述初始模型参数数据,直至所述洪水预测模型的输出结果符合预设条件;

将所述输出结果符合预设条件时的洪水预测模型确定为目标洪水预测模型。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

所述待模拟场次的洪水的状态变量包括:土壤含水量,

所述模型参数包括:壤中水径流出流系数、地下水径流出流系数、地表水消退系数、壤中水消退系数以及地下水消退系数;

所述初始模型参数数据,包括:模型参数的上限和下限,模型参数约束条件以及优化算法的初始参数,

其中,所述模型参数约束条件包括:所述土壤含水量非负,所述壤中水径流出流系数与所述地下水径流出流系数之和为指定常数,所述地表水消退系数、所述壤中水消退系数以及所述地下水消退系数依次减小;

所述目标水文气象数据包括:降水量数据、蒸散发数据、径流数据、水位数据和水位流量关系数据中的至少一种,所述水位流量关系数据用于表征所述水位数据与径流数据的对应关系。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

所述将所述目标水文气象数据输入所述洪水预测模型,并重复基于洪水预测模型的输出结果,调整所述初始状态变量以及所述初始模型参数数据,直至洪水预测模型的输出结果符合预设条件,包括:

执行至少一次迭代过程,直至本次迭代过程得到的标准化目标函数值在目标取值范围内收敛,所述迭代过程包括:

a、将所述目标水文气象数据中的多组数据输入所述洪水预测模型,得到所述洪水预测模型输出的与所述多组数据一一对应的多个输出结果;

b、将所述多个输出结果分别代入目标函数得到多个目标函数值;

c、将所述多个目标函数值进行归一化,得到归一化后的多个目标函数值;

d、将归一化后的多个目标函数值进行加权平均处理得到标准化目标函数值;

判断所述标准化目标函数值是否在目标取值范围内收敛,当所述标准化目标函数值不在目标取值范围内收敛时,调整当前状态变量以及当前模型参数数据,重复上述步骤a至d,直至所述标准化目标函数值在所述目标取值范围内收敛;

其中,所述目标函数为基于判断指标建立的函数,所述判断指标为洪量的相对误差、洪峰的相对误差、峰线的时间误差和纳须系数中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

在所述将所述目标水文气象数据输入所述洪水预测模型之前,所述方法还包括:

处理所述目标水文气象数据,使得处理后的所述目标水文气象数据符合所述洪水预测模型的输入条件;

所述将所述目标水文气象数据输入所述洪水预测模型,包括:

将处理后的所述目标水文气象数据输入所述洪水预测模型。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,

所述处理所述目标水文气象数据,使得处理后的所述目标水文气象数据符合所述洪水预测模型的输入条件,包括:

对所述目标水文气象数据进行处理,使得处理后的所述目标水文气象数据为长度为预设时长的时段化数据。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

显示所述调整所述初始状态变量以及所述始模型参数数据的过程;

和/或,显示所述目标洪水预测模型的输出结果;

和/或,显示所述目标洪水预测模型的状态变量和模型参数数据。

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