[發明專利]考慮誤差相關性的水庫實時防洪調度風險解析計算方法

有效

• 申請號: 201710939148.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107818072B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 陳娟;鐘平安;張宇;付吉斯;劉為峰;嚴夢佳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/13
• 分類號: G06F17/13;G06Q10/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了考慮誤差相關性的水庫實時防洪調度風險解析計算方法，包括以下步驟：(1)提出不確定性因素的數學表達式；(2)建立水庫調洪演算隨機微分方程，解析各時刻水庫誤差的均值和方差；(3)建立水庫實時防洪調度風險模型，解析各時刻水庫實時防洪調度風險；(4)水庫實時防洪調度風險的計算。本發明考慮了入庫流量預報誤差相關系數對水庫實時防洪調度風險的影響，求得了水庫實時防洪調度風險和整個洪水過程總風險的解析計算公式，計算效率高、易于實現，具有較強的通用性。

技術領域

本發明屬于水庫實時防洪調度風險評估，具體涉及考慮誤差相關性的水庫實時防洪調度風險解析計算方法。

背景技術

水庫實時防洪調度是流域防洪減災的重要技術手段之一，可以通過較小的投入來提高防洪工程的效益。但是，在水庫實時防洪調度的過程中，存在了不確定性因素，包括水庫入庫流量預報誤差、水庫出庫流量不確定性、水庫蓄水量不確定性，這些不確定性因素導致了水庫水位的不確定性，給防洪決策帶來了風險。因此，水庫實時防洪調度風險評估具有重要的學術意義與實用價值，其主要目標是對水庫防洪調度過程的不確定性因素及其給水庫防洪調度結果帶來的風險進行定性的分析和定量的計算。

目前，現有的水庫實時防洪調度風險評估方法主要存在以下不足：(1)未考慮入庫流量預報誤差的相關性對水庫實時防洪調度風險的影響；(2)隨機模擬的方法計算水庫實時防洪調度風險，計算效率不高、通用性不夠，對于不同的水庫需要重新建模。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術的不足，本發明的提供考慮誤差相關性的水庫實時防洪調度風險解析計算方法，解決水庫防洪調度中不確定因素等造成的影響和風險問題。

技術方案：考慮誤差相關性的水庫實時防洪調度風險解析計算方法，包括以下步驟：

(1)建立不確定性因素的數學表達式；

(2)建立水庫調洪演算隨機微分方程，解析各時刻水庫誤差的均值和方差；

(3)建立水庫實時防洪調度風險模型，解析各時刻水庫實時防洪調度風險；

(4)水庫實時防洪調度風險的計算。

進一步的，步驟(1)中所述的不確定性因素包含了水庫入庫流量隨機過程、入庫流量預報誤差相關系數、水庫出庫流量隨機過程、水庫蓄水量隨機過程和水庫水位隨機過程。

進一步的，所述步驟(2)包括如下步驟：

(2.1)定義E[η(t)]為t時刻水庫水位誤差的均值，將水庫隨機水位過程表達為水庫水位均值過程加上水位誤差過程，其中水庫水位誤差的均值計算公式如下：

E[η(t)]＝h₁(t)E[η(t-1)]+h₂(t){E[ξ(t-1)]+E[ξ(t)]}+h₃(t) (1)

其中，

式中，E[ξ(t)]為t時刻入庫流量預報誤差的均值，a(t)、b(t)為t時刻水庫出庫流量隨機過程的線性擬合參數，c(t)、d(t)為t時刻水庫蓄水量隨機過程的線性擬合參數，Δt為時段長，為t時刻水庫水位隨機過程的均值，為t時刻水庫入庫流量隨機過程的均值；

(2.2)定義D[η(t)]為t時刻水庫水位誤差的方差，計算公式如下：

其中，D[ξ(t)]為t時刻水庫入庫流量預報誤差的方差，D[ξ(t-1)]為t-1時刻水庫入庫流量預報誤差的方差，ρ_{ξ(t),ξ(t-1)}為t時刻和t-1時刻水庫入庫流量預報誤差的相關系數。

進一步的，所述步驟3包括如下步驟：