【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水文模擬，具體涉及一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、水文模型是一種數(shù)學(xué)模型，是研究和預(yù)測(cè)流域內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)和分布的重要工具，是實(shí)現(xiàn)降雨產(chǎn)流、坡面匯流、河道匯流、閘壩調(diào)控等全過程模擬的重要技術(shù)手段，同時(shí)也是智慧水務(wù)、水利數(shù)字孿生建設(shè)的核心。
2、水文模型經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展，主要包括傳統(tǒng)的機(jī)理模型和新興的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型兩大類。機(jī)理模型具備物理基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的解釋性，但存在建模復(fù)雜、計(jì)算成本高、參數(shù)敏感性強(qiáng)等問題，尤其在大流域建模、多情景模擬條件下，需要較多的計(jì)算資源和較長(zhǎng)的計(jì)算耗時(shí)；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型雖然可以避免復(fù)雜的物理參數(shù)化和過程建模，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行訓(xùn)練、預(yù)測(cè)和更新，但模型性能高度依賴于數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量，存在結(jié)果可解釋性差、泛化能力不足、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)難以整合等問題。
3、因此，為滿足變化環(huán)境下的水文模擬需求，提升決策支撐的時(shí)效性，在保證徑流演進(jìn)預(yù)測(cè)精度的基礎(chǔ)上，建模效率和模擬效率的提升成為亟待解決的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以在保證徑流演進(jìn)預(yù)測(cè)精度的基礎(chǔ)上，提升建模效率和模擬效率。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法，該方法包括：
3、確定待演進(jìn)水網(wǎng)的實(shí)體信息、水文信息、水利工程信息，實(shí)體信息包括：地理實(shí)體信息、抽象實(shí)體信息、實(shí)體關(guān)系信息、實(shí)體屬性信息；
4、基于待演進(jìn)水網(wǎng)的水文信息、水
5、提取徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)中的特征數(shù)據(jù)，獲得徑流演進(jìn)計(jì)算知識(shí)；
6、基于實(shí)體信息、徑流演進(jìn)計(jì)算知識(shí)，建立水文知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；
7、基于水文水動(dòng)力計(jì)算規(guī)則庫(kù)以及水利工程運(yùn)行規(guī)則庫(kù)，建立徑流演進(jìn)計(jì)算規(guī)則庫(kù)；
8、基于預(yù)先構(gòu)建的知識(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算引擎，將水文知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)、徑流演進(jìn)計(jì)算規(guī)則庫(kù)進(jìn)行集成，獲得徑流演進(jìn)模型。
9、本實(shí)施例中提供的徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法，通過知識(shí)圖譜可以高效管理模擬對(duì)象信息，能夠綜合實(shí)體信息、水文信息、水利工程信息中的關(guān)鍵信息，形成水文知識(shí)圖譜，并建立徑流演進(jìn)計(jì)算規(guī)則庫(kù)，利用知識(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算引擎調(diào)用知識(shí)圖譜、規(guī)則庫(kù)進(jìn)行徑流演進(jìn)計(jì)算，具有建模對(duì)象清晰、計(jì)算效率高、模擬結(jié)果針對(duì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過本實(shí)施例中提供的徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法不僅建模效率高，且利用徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法構(gòu)建出的徑流演進(jìn)模型模擬效率高，且準(zhǔn)確性高。
10、在一種可選的實(shí)施方式中，確定待演進(jìn)水網(wǎng)的實(shí)體信息，包括：
11、識(shí)別知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中與水文有關(guān)的實(shí)體對(duì)象；
12、根據(jù)預(yù)設(shè)的標(biāo)注標(biāo)識(shí)，對(duì)不同的實(shí)體對(duì)象分別進(jìn)行標(biāo)注，獲得標(biāo)注好的實(shí)體標(biāo)注信息；
13、基于實(shí)體標(biāo)注信息對(duì)初始標(biāo)注模型進(jìn)行訓(xùn)練，獲得實(shí)體標(biāo)注模型；
14、基于實(shí)體標(biāo)注模型，提取實(shí)體信息。
15、使用標(biāo)注好的數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)體標(biāo)注模型進(jìn)行訓(xùn)練后，便可以使用模型直接進(jìn)行地理實(shí)體標(biāo)注和抽取，有效提高了徑流演進(jìn)模型的構(gòu)建效率。
16、在一種可選的實(shí)施方式中，基于待演進(jìn)水網(wǎng)的水文信息、水利工程信息，構(gòu)建徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)，包括：
17、水文信息包括歷史實(shí)測(cè)水文信息，和/或，模擬水文信息；
18、模擬水文信息通過以下步驟獲得：
19、基于水文信息，確定多個(gè)不同的水文情景；
20、基于水利工程信息，確定多個(gè)不同的水利工程運(yùn)行策略；
21、根據(jù)不同的水文情景以及水利工程運(yùn)行策略，利用預(yù)設(shè)的水文水動(dòng)力模型進(jìn)行情景模擬，獲得不同的水文情景、水利工程運(yùn)行策略下一一對(duì)應(yīng)的水文要素模擬數(shù)據(jù)，將水文要素模擬數(shù)據(jù)作為模擬水文信息；
22、其中，徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)中的數(shù)據(jù)包括以下至少之一：降雨時(shí)間序列、子流域坡面匯流時(shí)間序列、河道匯流斷面徑流時(shí)間序列、水利工程調(diào)度運(yùn)行時(shí)間序列、河網(wǎng)斷面流量時(shí)間序列、河網(wǎng)斷面水位時(shí)間序列。
23、本實(shí)施例中，可以采用歷史實(shí)測(cè)水文信息與水利工程運(yùn)行信息，直接構(gòu)建徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)。也即是，數(shù)據(jù)源首先基于歷史降雨、流量、水位等實(shí)測(cè)水文數(shù)據(jù)，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)跨度較低、數(shù)據(jù)維度不夠豐富難以支撐河道徑流演進(jìn)計(jì)算時(shí)，還可以通過傳統(tǒng)水利模型模擬，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)維度的豐富和數(shù)據(jù)尺度的擴(kuò)展，提高了徑流演進(jìn)模型的建模準(zhǔn)確性。
24、在一種可選的實(shí)施方式中，水文水動(dòng)力計(jì)算規(guī)則庫(kù)包括以下至少之一：水流流向演算順序規(guī)則、水量平衡模型、降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑵旅鎱R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约昂拥绤R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停黄渲校凑沾葸M(jìn)水網(wǎng)中的水流流向順序，提取水文知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一實(shí)體對(duì)象以及實(shí)體對(duì)象一一對(duì)應(yīng)的屬性信息，構(gòu)建水流流向演算順序規(guī)則；
25、確定待演進(jìn)水網(wǎng)的水量收支情況，水量收支情況包括以下至少之一：河道外補(bǔ)水量、上斷面來水量、區(qū)間降雨坡面匯流量、河道外取水量、河道損失量、下斷面流出量、河道槽蓄量；
26、基于水量收支情況，構(gòu)建水量平衡模型；
27、基于徑流演進(jìn)計(jì)算知識(shí)，構(gòu)建降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑵旅鎱R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约昂拥绤R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>
28、本實(shí)施例中，基于水流流向演算順序規(guī)則、水量平衡模型、降雨產(chǎn)流關(guān)系經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑵旅鎱R流關(guān)系經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒑拥绤R流關(guān)系經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷龋瑫r(shí)制定實(shí)體對(duì)象與各規(guī)則類別的關(guān)聯(lián)推理規(guī)則，進(jìn)一步將構(gòu)建的各類規(guī)則與相應(yīng)的實(shí)體對(duì)象關(guān)聯(lián)起來，提高了徑流演進(jìn)模型的建模準(zhǔn)確性。
29、在一種可選的實(shí)施方式中，降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>
30、
31、其中，表示t時(shí)刻第i個(gè)子流域降雨量，表示t時(shí)刻第i個(gè)子流域降雨產(chǎn)流量；
32、坡面匯流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>
33、
34、其中，表示t時(shí)刻第i個(gè)子流域出流量；
35、河道匯流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>
36、
37、其中，表示時(shí)段始、末上斷面的入流量；表示計(jì)算時(shí)間間隔；表示時(shí)段始、末下斷面的出流量；表示時(shí)段始、末河段蓄水量，其中，，表示示儲(chǔ)流量，表示比例系數(shù)。
38、在模擬計(jì)算過程中，水文水動(dòng)力要素計(jì)算規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)學(xué)表達(dá)式、經(jīng)驗(yàn)公式或統(tǒng)計(jì)模型，實(shí)體對(duì)象從規(guī)則庫(kù)關(guān)聯(lián)其相應(yīng)規(guī)則，水文水動(dòng)力要素計(jì)算規(guī)則可根據(jù)知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)層知識(shí)更新進(jìn)行迭代更新，提高了徑流演進(jìn)模型的建模準(zhǔn)確性。
39、在一種可選的實(shí)施方式中，水利工程運(yùn)行規(guī)則庫(kù)包括以下至少之一：河道過流流量約束規(guī)則、河道水位約束規(guī)則、渠道過流流量約束規(guī)則、閘門啟閉閾值約束規(guī)則、阻件水位約束規(guī)則。
40、本實(shí)施例中，考慮降雨產(chǎn)流、坡面匯流、河道匯流等主要水文過程，根據(jù)降雨產(chǎn)流、坡面匯流、河道匯流等主要水文要素計(jì)算方法以及各類水利工程運(yùn)行規(guī)則，構(gòu)建徑流演進(jìn)計(jì)算規(guī)則庫(kù)，將復(fù)雜的水文演進(jìn)過程模塊化，不僅提高了徑流演進(jìn)模型構(gòu)建的效率和準(zhǔn)確性，還增強(qiáng)了徑流演進(jìn)模型的穩(wěn)定性。
41、在一種可選的實(shí)施方式中，上述步驟s106，即基于預(yù)先構(gòu)建的知識(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定待演進(jìn)水網(wǎng)的實(shí)體信息，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待演進(jìn)水網(wǎng)的水文信息、水利工程信息，構(gòu)建徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水文水動(dòng)力計(jì)算規(guī)則庫(kù)包括以下至少之一：水流流向演算順序規(guī)則、水量平衡模型、降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑵旅鎱R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约昂拥绤R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停黄渲校?/p>
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水利工程運(yùn)行規(guī)則庫(kù)包括以下至少之一：河道過流流量約束規(guī)則、河道水位約束規(guī)則、渠道過流流量約束規(guī)則、閘門啟閉閾值約束規(guī)則、阻件水位約束規(guī)則。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于預(yù)先構(gòu)建的知識(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算引擎，將所述水文知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)、所述徑流演進(jìn)計(jì)算規(guī)則庫(kù)進(jìn)行集成，獲得徑流演進(jìn)模型，包括：
8.一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建裝置，其特征在于，所述裝
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種徑流演進(jìn)模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定待演進(jìn)水網(wǎng)的實(shí)體信息，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待演進(jìn)水網(wǎng)的水文信息、水利工程信息，構(gòu)建徑流演進(jìn)計(jì)算情景庫(kù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水文水動(dòng)力計(jì)算規(guī)則庫(kù)包括以下至少之一：水流流向演算順序規(guī)則、水量平衡模型、降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑵旅鎱R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约昂拥绤R流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停黄渲校?/p>
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述降雨產(chǎn)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊默遠(yuǎn)，張娟，李曉琳，沈建明，鄭凡東，黃俊雄，范海燕，李麗琴，劉洪祿，陳楠，馬志軍，周娜，程帥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京市水科學(xué)技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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