一种基于长短时记忆网络和NSGA-II算法的洪水预报模型参数多目标优化方法

    公开(公告)号:CN113887787A

    公开(公告)日:2022-01-04

    申请号:CN202111079661.4

    申请日:2021-09-15

    Abstract: 一种基于长短时记忆网络和NSGA‑II算法的洪水预报模型多目标优化方法,首先,确定长短时记忆LSTM网络洪水预报模型的结构,将收集与整理的研究流域场次洪水资料划分为训练集、测试集场次,截取每次洪水的前期降雨序列使每个样本的输入降雨序列长度相等,得到训练集、测试集样本的输入降雨序列。其次,根据防洪保护对象的实际需求设计多个目标函数,构建LSTM洪水预报模型参数多目标优化框架,将LSTM洪水预报模型的前向计算嵌套至多目标优化框架内,循环更新与评价模型参数组,得到最优参数组。最后,将最优参数组输入LSTM洪水预报模型,并评估分析LSTM洪水预报模型的模拟、预报效果。本发明能够满足不同场景下LSTM洪水预报模型参数多目标优化的需求,为山洪灾害预报预警工作提供了新的技术支撑。

    一种基于新型通用输入输出结构与长短时记忆网络的洪水预报方法

    公开(公告)号:CN114386677A

    公开(公告)日:2022-04-22

    申请号:CN202111594179.4

    申请日:2021-12-24

    Abstract: 一种基于新型通用输入输出结构与长短时记忆网络的洪水预报方法。首先,根据研究流域历史场次洪水数据分析汇流特性,计算研究流域平均汇流时间;其次根据流域平均汇流时间确定LSTM洪水预报模型的输出时段数,给定LSTM洪水预报模型的隐藏层层数和隐藏层神经元节点数。接着,设计新型通用LSTM洪水预报模型的输入输出结构,输入训练集、验证集样本训练模型,得到不同结构与参数的洪水预报模型。最后,比较分析不同输入长度下的LSTM洪水预报模型在训练集、验证集的表现,确定最终较优的LSTM洪水预报模型,并评估分析LSTM洪水预报模型在测试集的预报效果。本发明通用性较强,建立的LSTM洪水预报模型能够取得较好的预报效果,为流域洪水灾害防御工作提供新技术支撑。

    一种基于新型通用输入输出结构与长短时记忆网络的洪水预报方法

    公开(公告)号:CN114386677B

    公开(公告)日:2024-10-25

    申请号:CN202111594179.4

    申请日:2021-12-24

    Abstract: 一种基于新型通用输入输出结构与长短时记忆网络的洪水预报方法。首先,根据研究流域历史场次洪水数据分析汇流特性,计算研究流域平均汇流时间;其次根据流域平均汇流时间确定LSTM洪水预报模型的输出时段数,给定LSTM洪水预报模型的隐藏层层数和隐藏层神经元节点数。接着,设计新型通用LSTM洪水预报模型的输入输出结构,输入训练集、验证集样本训练模型,得到不同结构与参数的洪水预报模型。最后,比较分析不同输入长度下的LSTM洪水预报模型在训练集、验证集的表现,确定最终较优的LSTM洪水预报模型,并评估分析LSTM洪水预报模型在测试集的预报效果。本发明通用性较强,建立的LSTM洪水预报模型能够取得较好的预报效果,为流域洪水灾害防御工作提供新技术支撑。

    一种基于长短时记忆网络和NSGA-II算法的洪水预报模型参数多目标优化方法

    公开(公告)号:CN113887787B

    公开(公告)日:2024-05-07

    申请号:CN202111079661.4

    申请日:2021-09-15

    Abstract: 一种基于长短时记忆网络和NSGA‑II算法的洪水预报模型多目标优化方法,首先,确定长短时记忆LSTM网络洪水预报模型的结构,将收集与整理的研究流域场次洪水资料划分为训练集、测试集场次,截取每次洪水的前期降雨序列使每个样本的输入降雨序列长度相等,得到训练集、测试集样本的输入降雨序列。其次,根据防洪保护对象的实际需求设计多个目标函数,构建LSTM洪水预报模型参数多目标优化框架,将LSTM洪水预报模型的前向计算嵌套至多目标优化框架内,循环更新与评价模型参数组,得到最优参数组。最后,将最优参数组输入LSTM洪水预报模型,并评估分析LSTM洪水预报模型的模拟、预报效果。本发明能够满足不同场景下LSTM洪水预报模型参数多目标优化的需求,为山洪灾害预报预警工作提供了新的技术支撑。

    一种考虑降雨预报信息及其不确定性的梯级水库群预蓄水量上限获取方法

    公开(公告)号:CN118798488B

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202411270302.0

    申请日:2024-09-11

    Abstract: 一种考虑降雨预报信息及其不确定性的梯级水库群预蓄水量上限获取方法,属于水库调度技术领域。首先,对数值降雨预报信息进行分析确定可利用的降雨预报信息及预见期;然后,确定不同降雨预报等级下可能发生降雨量及其对应概率集合;其次,计算梯级水库群中各水库的理论预蓄水量;再次,推求不同预报降雨等级下可能形成的洪水过程;最后,利用基于降雨预报信息的风险计算方法循环计算不同预蓄水量组合对应的水库群防洪风险,以防洪风险不超原设计的最大预蓄水量作为水库群预蓄水量上限。本发明解决了传统汛限水位动态控制域上限计算多集中于单一水库且未采用更长预见期预报信息的问题,能够满足水库洪水资源利用的需求。

    一种基于1D-CNN算法的洪水快速演进及淹没模拟方法

    公开(公告)号:CN117648878A

    公开(公告)日:2024-03-05

    申请号:CN202311444158.3

    申请日:2023-11-02

    Abstract: 一种基于1D‑CNN算法的洪水快速演进及淹没模拟方法,首先,构建研究区域的二维水动力学模型,并率定、验证模型糙率参数;其次,运行二维水动力学模型模拟不同历史工况下洪水演进及淹没模拟过程,提取模型输出的淹没水深模拟结果;然后,确定1D‑CNN模型的输入输出结构并生成训练、验证及测试样本集,建立基于1D‑CNN算法的洪水快速演进及淹没模拟模型,训练、优化模型内部权重参数;最后,测试1D‑CNN模型应用效果,以二维水动力学模型的模拟结果为基准,对比分析建立训练的1D‑CNN模型的洪水淹没模拟、预测效果,评估1D‑CNN模型的准确性和时效性。本发明能够有效解决传统二维水动力学模型计算耗时长、消耗大、稳定性差的问题,快速准确地模拟出洪水演进和淹没情况,满足洪水实时预报的应用需求,为洪水预警预演工作提供技术支撑。

    一种考虑降雨预报信息及其不确定性的梯级水库群预蓄水量上限获取方法

    公开(公告)号:CN118798488A

    公开(公告)日:2024-10-18

    申请号:CN202411270302.0

    申请日:2024-09-11

    Abstract: 一种考虑降雨预报信息及其不确定性的梯级水库群预蓄水量上限获取方法,属于水库调度技术领域。首先,对数值降雨预报信息进行分析确定可利用的降雨预报信息及预见期;然后,确定不同降雨预报等级下可能发生降雨量及其对应概率集合;其次,计算梯级水库群中各水库的理论预蓄水量;再次,推求不同预报降雨等级下可能形成的洪水过程;最后,利用基于降雨预报信息的风险计算方法循环计算不同预蓄水量组合对应的水库群防洪风险,以防洪风险不超原设计的最大预蓄水量作为水库群预蓄水量上限。本发明解决了传统汛限水位动态控制域上限计算多集中于单一水库且未采用更长预见期预报信息的问题,能够满足水库洪水资源利用的需求。

    一种基于分布式时变地貌单位线的山丘区小流域洪水预报方法

    公开(公告)号:CN113128067B

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202110489630.X

    申请日:2021-05-06

    Abstract: 一种基于分布式时变地貌单位线的山丘区小流域洪水预报方法,步骤:1)对流域数字高程模型(DEM)进行填洼处理;2)提取考虑降雨强度和下垫面分布特征的分布式时变地貌单位线;3)将分布式时变地貌单位线与新安江模型相结合建立洪水预报模型,选取典型山丘区小流域进行应用,检验分布式时变地貌单位线的实用性。该方法考虑流域异质性对山丘区小流域暴雨洪水产汇流非线性的影响,提出考虑降雨强度和下垫面分布特征的流速公式推求空间分布流速场,提取出不同降雨强度的分布式地貌单位线,改进用于洪水预报模型。本发明成功应用于山丘区小流域场次洪水模拟预报,有效提高场次洪水预报精度,为山丘区小流域山洪灾害预警预报提供新的支撑。

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