[發明專利]訓練地面氣象觀測要素監測模型、質量檢查方法及系統

有效

• 申請號: 201911420339.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111177978B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 程晨;張金喜;蔡斌輝;李可;陳鵬斐;朱靜
• 申請（專利權）人: 航天新氣象科技有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N5/04;G01W1/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 吳黎

1.一種訓練地面氣象觀測要素監測模型方法，其特征在于，包括如下步驟：

構建氣象觀測博弈樹模型，所述博弈樹模型的根節點為各觀測站已知的氣象觀測要素數值節點，每層子節點為對應周期觀測時刻的數值變化節點；

根據節點的氣象觀測要素及預設樹的置信度上限函數分別對各個節點采取相應的行動策略，所述氣象觀測要素包括：氣溫、氣壓、相對濕度、觀測時刻周期內累積的降水量、風速和風向；

根據各個節點的行動策略遍歷所述博弈樹模型的所有節點，遍歷預設次數后完成博弈過程,在進行第一次遍歷博弈樹模型時，氣象觀測要素為氣溫、氣壓、相對濕度的節點采用正態分布的行動策略，氣象觀測要素為觀測時刻周期內累積的降水量、風速和風向的節點采用隨機分布行動策略，在進行第二次以及以后遍歷博弈樹模型時，根據樹的置信度上限函數對節點進行評估，根據各節點對應的樹的置信度上限函數的估計值調整函數中的參數，對應更新其對應的行動策略，所述樹的置信度上限函數通過以下公式計算:

其中，Q(vi)為樹的第i層節點的總獎勵次數，N(vi)為樹的第i層節點的總訪問次數，N(v)為所有節點的總訪問次數之和，c為折中系數；

在每完成一次遍歷后均進行一次反向傳播對每個節點進行評估，根據評估參數對博弈樹模型多次強化學習訓練，更新每層的節點參數；

在進行預設次數的博弈及反向傳播評估后，得到訓練好的博弈樹模型作為地面氣象觀測要素監測模型。

2.根據權利要求1所述的訓練地面氣象觀測要素監測模型方法，其特征在于，在進行反向傳播時博弈樹模型中節點的兩個屬性被用來作為節點選擇的依據，所述兩個屬性包括：

總模擬獎勵，表征在每次博弈過程節點得到的模擬結果的獎勵總和；

總訪問次數，表征節點位于反向傳播路徑上的次數。

3.根據權利要求2所述的訓練地面氣象觀測要素監測模型方法，其特征在于，在進行反向傳播時端節點開始向上追溯至根節點，在反向傳播遍歷后，將獲取的博弈值序列與真實值序列進行比較，從末端節點所在的層開始反向推算，更新路徑上所有節點的總模擬獎勵和總訪問次數。

4.根據權利要求3所述的訓練地面氣象觀測要素監測模型方法，其特征在于，所述更新路徑上所有節點的總模擬獎勵和總訪問次數的步驟，包括：

如果節點進行了準確的判斷則增加獎勵，如果錯誤則不進行獎勵；如果節點被訪問到了，增加訪問次數根據實際觀測數據對參數進行更新。

5.根據權利要求1所述的訓練地面氣象觀測要素監測模型方法，其特征在于，根據節點的氣象觀測要素對折中系數c進行調整，包括：

當氣象觀測要素在第一的遍歷時的行動策略為正態分布時，適應調大折中系數c的值；

當氣象觀測要素在第一的遍歷時的行動策略為隨機分布時，適應調小折中系數c的值。

6.一種地面氣象觀測要素質量檢查方法，其特征在于，包括：

獲取預設時刻的氣象觀測要素數值；

將該預設時刻的氣象觀測要素數值，輸入根據權利要求1-5任一所述的訓練地面氣象觀測要素監測模型方法得到的地面氣象觀測要素監測模型中，通過節點遍歷的方法，得到各個觀測周期時刻節點對應的值及對應概率值，當節點的概率值低于最高概率值節點的預設占分比值時，則被舍棄，剩下的節點按照最低值和最高值作為最終質量檢查的取值范圍。