[發(fā)明專利]基于時序分析-馬氏鏈方法的疏浚槽回淤量預(yù)報辦法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410074559.9
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103942409A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃賽花;孫志林;盧雅倩;祝麗麗;吳彥坤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種疏浚槽回淤量的預(yù)測的方法，屬于水利工程領(lǐng)域，具體涉及一種采用時序分析-馬氏鏈預(yù)測方法進行的疏浚槽回淤量預(yù)報的方法。

背景技術(shù)

疏浚槽的回淤預(yù)測是港口疏浚工程開展的重要依據(jù)，由于通航水域無法布置長期觀測站、港池和航道疏浚槽水深測量費用高、數(shù)據(jù)少、實測數(shù)據(jù)序列短等問題，導(dǎo)致疏浚槽回淤預(yù)測可用的數(shù)據(jù)量小，需要在短序列基礎(chǔ)上預(yù)測疏浚槽回淤量。

現(xiàn)有時間序列預(yù)測法、灰色理論模型回淤量預(yù)測法，但由于時間序列ARMA模型較為適合預(yù)測長序列，而疏浚槽內(nèi)地形測量較為困難，故數(shù)據(jù)序列長度不夠，所以模擬情況較差，結(jié)果整體偏小，導(dǎo)致疏浚槽整體呈現(xiàn)大尺度沖刷。而灰色理論適用于預(yù)測單調(diào)增長的序列，疏浚槽回淤量由泥沙沉積量決定，受水流、泥沙含量等一系列因素影響，具有一定的隨機性，故模擬情況也不符實際情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，綜合比較各種方法的優(yōu)劣，保留其各自在序列預(yù)測中的優(yōu)勢項，采用時序分析-馬氏鏈模型預(yù)測疏浚槽的回淤量，通過當(dāng)前已知的回淤量來預(yù)測未來的回淤量，使其既能滿足疏浚槽回淤的增長性預(yù)測又能考慮回淤的不確定性，使工程回淤預(yù)測更具合理性。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于時序分析-馬氏鏈方法的疏浚槽回淤量預(yù)報辦法。

本發(fā)明中，需首先獲取疏浚工程實測的至少6個月的水深系列值；回淤量以初始的第一個月份水深值與各月份的水深值的差值表示，正值表示淤積，負值表示沖刷。

本發(fā)明所述方法包括以下步驟：

步驟一、選定空間離散的原始序列

將疏浚工程實測的至少6個月的水深系列值作為原始序列：

X⁽⁰⁾={x⁽⁰⁾(1)，x⁽⁰⁾(2)，…，x⁽⁰⁾(m)}，X⁽⁰⁾(m)表示第m個月份的原始水深；

步驟二、生成預(yù)測值序列

因原始水深序列一般不會符合平穩(wěn)性增長的要求趨勢，故對原始數(shù)據(jù)序列進行二階差分后采用時序分析ARMA(p，q)模型進行預(yù)測，調(diào)節(jié)p、q的值生成預(yù)測值序列

X(0^)(t),t=1,2,...,m;]]>

步驟三、計算原始序列與預(yù)測序列的相對殘差序列；

計算原始序列與預(yù)測值序列的相對殘差序列

步驟四、狀態(tài)區(qū)間劃分

根據(jù)差值區(qū)間將相對殘差數(shù)列劃分成S種狀態(tài)區(qū)間，根據(jù)狀態(tài)s=(1，2，…，S)分布情況由馬爾科夫鏈轉(zhuǎn)移概率性質(zhì)可得n步轉(zhuǎn)移概率矩陣P(n)。為使預(yù)測結(jié)果更具科學(xué)性，選取K₀個狀態(tài)作為當(dāng)前狀態(tài)信息，稱為K₀階加權(quán)馬氏鏈預(yù)測法，記階數(shù)k=(1，2，…，K₀)。K₀的取值根據(jù)狀態(tài)s取得。在數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中，采用以下方式分別求出k階相關(guān)系數(shù)r_k和k階權(quán)因子w_k：