[發明專利]一種對河流系統健康狀態進行預警的方法

有效

• 申請號: 202110219123.4
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113269384B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 吳龍華;石教智;楊校禮;方陳卓;胡成;楊建貴
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種對河流系統健康狀態進行預警的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、構建多目標的模糊層次—模糊綜合評價模型對河流系統的健康狀況進行評估，具體包括：

S11、構建河流系統健康預警警情、警兆指標體系及其層次結構；

S12、確定各層級警情指標的警度及其警限，并設置相應的預警信號；

S13、確定指標層警兆指標的警限與警度，并計算警兆指標隸屬度；

S14、構建不同層級警兆指標的權重體系；

S15、對河流系統的健康狀況進行評估；

S2、構建基于偏最小二乘回歸法的警源查證模型對影響河流系統健康的警源進行查證，具體包括：

S21、構建影響河流系統健康的警源指標體系；

S22、對警源數據進行標準化處理；

S23、對影響河流系統健康的因素進行警源查證得到河流系統健康的警源查證結果；

S3、對目標河流系統的健康進行預警分析，根據各警兆指標在統計年間的已有數據序列，利用NDGM(1,1)或TDGM(1.1)灰色預測模型，獲得各警兆指標在預測年的預測值，再結合步驟S1構建的多目標的模糊層次—模糊綜合評價模型分別計算得到該河流系統在預測年間的各層級警情指標的健康隸屬度狀況、健康指數(HI)，并依據各層級警情指標的警度及其警限、預警信號設置確定其健康評價等級，并發出相應的預警信息。

2.根據權利要求1所述的對河流系統健康狀態進行預警的方法，其特征在于，步驟S11是基于河流系統健康的基礎上，確定各層級的警兆因素集并構建相應層次結構，具體過程如下：

設河流系統第k個子系統有n個警兆指標，則該子系統的警兆因素集可表示為：

X_k＝{x_k1，x_k2，…，x_kn}； (1)

把不同層級的系統及其警兆指標分級分層設置，形成由不同層級警情指標與警兆因素集組成的層次結構，包括目標層、子目標層、準則層和指標層四級層次，其中，目標層的指標只作為警情指標，指標層的各個指標則只作為警兆指標；而對于其它層級的指標則相對于上一層級是作為警兆指標，相對其所屬下一層級則是警情指標，從而形成多層級、多目標的層次結構。

3.根據權利要求1所述的對河流系統健康狀態進行預警的方法，其特征在于，

步驟S12中各層級警情指標的警度及其相應的警限則利用其健康指數根據五分法進行設定，并同時設置相應的預警信號，具體見表1:

表1 各層級警情指標的警度、健康等級及其警限、預警信號設置

4.根據權利要求1所述的對河流系統健康狀態進行預警的方法，其特征在于，

步驟S13中，指標層警兆指標的警度劃分為五個級別：無警、輕警、中警、重警、巨警，相應的預警信號為：綠色、藍色、黃色、橙色、紅色；在警限設置原則的基礎上，根據警限設置的不同方法，確定河流系統健康警兆指標體系中指標層各警兆指標不同警度的警限；

對指標層中警兆指標值越大，其評價越差的指標，其隸屬度的計算采用降半梯形隸屬度函數：

對指標層中警兆指標值越大，其評價越好的指標其隸屬度的計算采用升半梯形隸屬度函數：

在以上隸屬度模型中U₁、U₂、U₃、U₄、U₅分別為各警兆指標對五個警度等級的指標隸屬度函數；x為各警度指標的實際值；S₁、S₂、S₃、S₄、S₅為各警度等級的警限值。

5.根據權利要求1所述的對河流系統健康狀態進行預警的方法，其特征在于，

所述步驟S14，利用模糊層次分析法獲得模糊判斷矩陣_kJR，并通過求解得到相應的權重。