[發(fā)明專利]基于支持向量機(jī)的錢塘江潮時預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610981643.8
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106779134B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章國穩(wěn);孫映宏;姬戰(zhàn)生;邱超;李留東;王英英;胡其美;汪華平;車弘書
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.基于支持向量機(jī)的錢塘江潮時預(yù)報(bào)方法，其特征在于，該方法的具體包括以下步驟：

步驟1：讀取歷史涌潮到達(dá)時間t_d(n)、對應(yīng)站點(diǎn)和聞家堰的前一次高潮位g(n-1)、g_w(n-1)，根據(jù)連續(xù)兩日涌潮到達(dá)時間計(jì)算隔日時間差數(shù)據(jù)dt(n)，以分鐘作為單位，

dt(n)＝t_d(n+1)-t_d(n) n＝1,2,3,... (1)

步驟2：歷史高潮位數(shù)據(jù)和連續(xù)兩日隔日時間差數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理

根據(jù)式(2)對歷史高潮位數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，

其中x_max為歷史高潮位數(shù)據(jù)中的最大值，x_min為歷史高潮位數(shù)據(jù)中的最小值；x為待處理的歷史高潮位數(shù)據(jù)，為歷史高潮位數(shù)據(jù)歸一化處理后的值；

連續(xù)兩日隔日時間差數(shù)據(jù)歸一化處理方法為：

步驟3：根據(jù)預(yù)報(bào)日從歷史數(shù)據(jù)中挑選同條件下的數(shù)據(jù)構(gòu)造訓(xùn)練樣本；

農(nóng)歷上，將不同年相似月的數(shù)據(jù)作為同條件下的數(shù)據(jù)，而其他不同月的數(shù)據(jù)作為不同條件下的數(shù)據(jù)；這里根據(jù)預(yù)測日期的不同而分別建立訓(xùn)練模型，選擇的訓(xùn)練樣本同預(yù)測日期為同條件下的數(shù)據(jù)，即選擇訓(xùn)練樣本與預(yù)測日期不同年相似月的數(shù)據(jù)；為保證訓(xùn)練樣本與預(yù)測日的相關(guān)性足夠大，選擇預(yù)測日期近5年內(nèi)相似月份的隔日時間差數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；

利用歸一化后的歷史數(shù)據(jù)構(gòu)造訓(xùn)練樣本，將預(yù)報(bào)日前4個連續(xù)兩日隔日時間差4日中最后一次涌潮高潮水位以及相應(yīng)的聞家堰高潮水位作為6個輸入，第i日的隔日時間差作為輸出值；以此類推可以構(gòu)建輸入矩陣P和目標(biāo)矩陣T；因此輸入矩陣P每行為6個數(shù)據(jù)，目標(biāo)矩陣每行為1個數(shù)據(jù)；同樣，該兩矩陣均為N-3行，N為歷史數(shù)據(jù)長度；

其中，i表示預(yù)測目標(biāo)日的農(nóng)歷日序號；k表示預(yù)測目標(biāo)年份序號，即k＝0表示預(yù)測年，k＝1表示預(yù)測年前一年，以此類推；

步驟4：利用訓(xùn)練樣本訓(xùn)練支持向量機(jī)模型；

調(diào)用Matlab7.10.0函數(shù)庫中的svmtrain函數(shù)進(jìn)行支持向量機(jī)模型訓(xùn)練，參數(shù)包括核函數(shù)選取、損失函數(shù)ε和懲罰因子參數(shù)C的確定；支持向量機(jī)常用核函數(shù)選用RBF函數(shù)；損失函數(shù)ε取值為(0.0001～0.01)；懲罰因子參數(shù)C取值為(1～1000)；

步驟5：利用步驟4得到的支持向量機(jī)模型結(jié)合輸入?yún)?shù)得到預(yù)測數(shù)據(jù)；

為了預(yù)測第j天的隔日時間差，將第j日的前4個連續(xù)兩日隔日時間差4日中最后一次涌潮高潮水位以及相應(yīng)的聞家堰高潮水位作為6個輸入，調(diào)用Matlab7.10.0函數(shù)庫中的svmpredict函數(shù)預(yù)測第j日的隔日時間差

步驟6：反歸一化處理隔日時間差，計(jì)算預(yù)測潮時；

利用公式(5)對預(yù)測隔日時間差dt(j)_predict進(jìn)行反歸一化處理，通過式(6)得到預(yù)測隔日時間差絕對值

t_d,predict(j)＝t(j-1)+dt(j) (6)

t(j-1)表示第j-1日的涌潮到達(dá)時間。