[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮洪水演進(jìn)誤差的河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)解析計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710919496.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107705014B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳娟;鐘平安;朱非林;楊敏芝;李潔玉;高益輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/18
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種考慮洪水演進(jìn)誤差的河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)解析計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)提出不確定性因素的數(shù)學(xué)表達(dá)式，所述不確定性因素包含了上游防洪工程出流過(guò)程的不確定性、區(qū)間洪水過(guò)程的不確定性和河道洪水演進(jìn)誤差；采用正態(tài)分布隨機(jī)過(guò)程分別表示上述三種隨機(jī)過(guò)程的不確定性；

(2)采用正態(tài)分布隨機(jī)過(guò)程的正態(tài)映射隨機(jī)過(guò)程分別表示上游防洪工程出流在下游防洪控制斷面考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程和區(qū)間洪水過(guò)程在下游防洪控制斷面考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程；采用正態(tài)分布隨機(jī)過(guò)程的正態(tài)映射隨機(jī)過(guò)程的組合過(guò)程表示下游防洪控制斷面的組合流量，并基于隨機(jī)過(guò)程組合理論推求下游防洪控制斷面組合流量的概率密度分布函數(shù)；

(3)定義河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)為防洪控制斷面的組合流量過(guò)程超過(guò)防洪控制斷面動(dòng)態(tài)安全閾值的概率，建立河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)模型；通過(guò)對(duì)防洪控制斷面組合流量的概率密度分布函數(shù)的直接積分，解析各時(shí)刻河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)，揭示風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)程演變過(guò)程；

(4)考慮河道洪峰及其附近時(shí)刻都存在風(fēng)險(xiǎn)，采用直接積分的解析方法進(jìn)行河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮洪水演進(jìn)誤差的河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)解析計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟(2)包括以下步驟：

定義Q(t)為t時(shí)刻下游防洪控制斷面組合流量過(guò)程，其概率密度分布函數(shù)通過(guò)隨機(jī)過(guò)程的組合得到，計(jì)算公式如下：

其中，f_Q(Q(t))為下游防洪控制斷面組合流量過(guò)程的概率密度分布函數(shù)；為t時(shí)刻上游防洪工程的出流過(guò)程在下游防洪控制斷面不考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程，和分別的均值和均方差；為t時(shí)刻區(qū)間洪水隨機(jī)過(guò)程在下游防洪控制斷面不考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程，和分別為的均值和均方差；σ(t)為河道洪水演進(jìn)誤差過(guò)程的均方差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮洪水演進(jìn)誤差的河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)解析計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟(3)包括如下步驟：

定義河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)Risk(t)為下游防洪控制斷面隨機(jī)組合流量超過(guò)下游防洪控制斷面安全流量閾值的概率，計(jì)算公式為：

其中，Q(t)為t時(shí)刻下游防洪控制斷面組合流量過(guò)程，Risk(t)表示t時(shí)刻的河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)；Q_C(t)表示t時(shí)刻下游防洪控制斷面安全流量閾值，Q_C(t)取防洪控制斷面安全流量；t＝1 to T，T為整個(gè)洪水過(guò)程的總時(shí)段數(shù)；f_Q(Q(t))為下游防洪控制斷面組合流量過(guò)程的概率密度分布函數(shù)；為t時(shí)刻上游防洪工程的出流過(guò)程在下游防洪控制斷面不考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程，和分別的均值和均方差；為t時(shí)刻區(qū)間洪水隨機(jī)過(guò)程在下游防洪控制斷面不考慮河道洪水演進(jìn)誤差的響應(yīng)過(guò)程，和分別為的均值和均方差；σ(t)為河道洪水演進(jìn)誤差過(guò)程的均方差；

定義防洪決策者可接受風(fēng)險(xiǎn)閾值為Risk₀，將以上風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果提供給決策者：

當(dāng)Risk(t)≤Risk₀，則在防洪決策者可接受風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)，此河道系統(tǒng)是安全的；

當(dāng)Risk(t)＞Risk₀，則在防洪決策者不可接受風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)，此河道系統(tǒng)危險(xiǎn)性較高，防洪調(diào)度者需要采用額外的防洪調(diào)度措施，包括減少上游水庫(kù)出流、轉(zhuǎn)移人群和重要設(shè)備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮洪水演進(jìn)誤差的河道實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)解析計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟(4)包括如下步驟：

(4.1)獲取河道的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和區(qū)間洪水均值過(guò)程及其誤差分布；

(4.2)進(jìn)行河道洪水演算，求解上游防洪工程出流過(guò)程和區(qū)間洪水過(guò)程在下游防洪控制斷面的隨機(jī)響應(yīng)過(guò)程；

(4.3)設(shè)置下游防洪控制斷面安全流量閾值，根據(jù)河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)模型計(jì)算各時(shí)刻河道系統(tǒng)實(shí)時(shí)防洪風(fēng)險(xiǎn)。