[發明專利]基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法及系統

有效

• 申請號: 202110403683.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113204865B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 趙燁;張翔;徐晶;梁昌梅;鄧梁堃;龔莉;劉書穎;熊豐
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F119/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：以設計城市區域為單元收集不同站點歷史降雨資料；

步驟2：確定設計暴雨歷時，根據歷史資料長短選取暴雨樣本；

步驟3：對選取的暴雨樣本進行排頻計算，確定設計暴雨重現期，根據重現期確定設計暴雨雨量；

步驟4：對不同站點的暴雨樣本數據進行本征正交分解，得到降雨場的主要模態和主要模態對應的時間系數；具體操作如下：

(1)降雨場記為X＝[v(x,t¹)v(x,t²)...v(x,tⁿ)]∈R^m×n，式中，X表示降雨場；t表示時間，n為時間序數最大值，R為實數域，m為站點個數；表示減去時均值后的tⁿ時刻的降雨強度；u(x,tⁿ)表示n時刻x站點的雨強，表示x站點所有時刻的平均雨強；

(2)對降雨場X進行奇異值分解X＝ΦΣΨ^T，式中，Φ為模態矩陣，Σ為模態含能對角陣，Ψ^T為時間系數矩陣；

主要模態為對降雨場貢獻率超過一定閾值的模態，模態對應降雨場分解后的雨強狀態；

步驟5：根據步驟4得到的第一主要模態的時間系數確定設計暴雨雨峰位置、暴雨雨型趨勢，選擇雨型的重構模板；第一主要模態為含能率最高的模態；

步驟6：根據步驟4得到的模態，選取對降雨場貢獻率超過60％的主要模態按照步驟5確定的重構模板進行暴雨雨型重構；

步驟7：將步驟6得到的重構結果按照步驟3的設計暴雨雨量進行同倍比放大或縮小得到區域的設計暴雨雨型。

2.根據權利要求1所述的基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于：

其中，在步驟1中，獲取的降雨資料有如下具體要求：長歷時設計暴雨雨型研究所需降雨資料為日尺度；中長歷時設計暴雨雨型研究所需降雨資料為小時尺度；短歷時設計暴雨雨型研究所需降雨資料為分鐘尺度。

3.根據權利要求1所述的基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，優先采用年最大值法選取暴雨樣本，若無法獲取研究區域連續30年的暴雨資料則采用年超大值法選取暴雨樣本。

4.根據權利要求1所述的基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于：

其中，在步驟3中，選取P-III型曲線進行排頻計算。

5.根據權利要求1所述的基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于：

其中，在步驟5中，按照第一主要模態對應的時間系數的變化趨勢選擇重構模板，或者選取主峰靠后型降雨作為重構模板，或者選擇主峰靠前或降雨較為均勻的歷史降雨過程作為重構模板。

6.根據權利要求1所述的基于本征正交分解的城市設計暴雨雨型推求方法，其特征在于：

其中，在步驟6中，提取對降雨場貢獻率超過80％的主要模態進行暴雨雨型重構。