[發明專利]一種數學模型計算方法及系統

有效

• 申請號: 201810493534.0
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108763713B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 黃膺翰;朱曦;李翔;白治軍;馮云海
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;張珉瑞

本發明公開了一種數學模型計算方法及系統，包括數據輸入步驟、模型檢索步驟、模型設置步驟、模型求解步驟和結果展示步驟。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明具有以下優點：(1)便捷高效：采用云計算架構，用戶計算時僅需登錄客戶端，求解計算由云端服務器完成，計算便捷高效。(2)準確：建立模型數據庫，使計算模型的參數選取和網格劃分有了數據參照，計算結果的可靠性得到顯著提升。(3)易用：將建模與計算分離，采用大數據思維對建模、求解、數據分析進行層層把關，使得普通用戶也能計算出合理的計算結果，降低了模型求解的準入門檻。(4)精細：預分析和大數據分析使計算結果后處理更加高效，精細。

技術領域

本發明涉及數據處理領域，具體涉及一種數學模型計算方法及系統。

背景技術

數學模型是運用數理邏輯方法和數學語言建構的科學或工程模型。包含水動力學模型、水環境模型、城市管網模型等。數學模型的求解包含前處理模塊、求解模塊和后處理模塊三個部分。其中前處理模塊主要為輸入基本信息、計算網格或子塊劃分、模型設置、求解器設置等；求解模塊主要負責對模型方程進行迭代求解，并對部分發散問題進行修正；后處理模塊主要是對計算數據進行分析和計算結果的渲染展示。

現有的數學模型計算軟件多為單機軟件，即前處理模塊、求解模塊和后處理模塊三個部分被整合于一體，均可在單臺電腦上完成。但這種模式存在以下問題：

(1)數學模型求解計算量較大，普通辦公電腦難以勝任，通常用戶為快速求解模型，需花費大量資金購買服務器；

(2)數學模型的計算涉及非常多的專業知識，數學模型計算軟件的使用學習門檻較高，通常需經過長期學習才能入門。未經過專業訓練的人員在進行數學模型計算時，極易出現計算發散，數據對接報錯等諸多問題；

(3)數學模型參數眾多，參數的選取需要實測數據的驗證或相似模型的類比分析。若缺乏相關數據，且工作人員經驗不足時，極易算出錯誤結果；

(4)隨著信息化時代的到來，工程的數據收集以及數據成果開始井噴，應用于工程領域的數學模型越來越伴隨著海量的基礎數據與邊界條件數據。已有的數學模型采用單機模式，沒有數據庫存儲結構，難以支撐大數據背景下的工程計算，因此工作量十分龐大。

現今，數學模型計算已廣泛應用于工程領域，現有數學模型計算軟件存在的上述問題嚴重限制了數學模型的應用和推廣。因此迫切需要推出一種全新的，低準入門檻，計算效率高，計算結果準確的數學模型計算方法及系統。

發明內容

為解決背景技術中現有數學模型計算軟件計算效率低，工作量龐大的問題，本發明提供了一種數學模型計算方法，其包括如下步驟：

①數據輸入步驟：在客戶端輸入待計算數學模型的模型基本信息；

②模型檢索步驟：根據待計算數學模型的模型基本信息在云服務器中檢索相關模型；

③模型設置步驟：

若發現相同模型，則調取相同模型的模型信息及模型邊界條件并發送給客戶端，在客戶端對相同模型的模型信息及模型邊界條件進行修改；或

若發現相似模型，則調取1-3個相似模型的模型信息進行模型類比分析，分析計算出待計算數學模型的模型信息，并發送給客戶端，在客戶端對待計算數學模型的模型信息進行修改，對模型邊界條件進行設置；或

若未發現相關模型，則在客戶端對模型信息及模型邊界條件進行設置；

④模型求解步驟：將修改或設置后的模型信息及模型邊界條件上傳至云服務器，進行計算求解；

⑤結果展示步驟：在客戶端進行計算結果進行展示。