[發(fā)明專利]一種水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練、水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210069016.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114091359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張成瀟;戴會(huì)超;王玲玲;劉志武;蔣定國(guó);趙汗青;米博宇;劉肖廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F30/28;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/04;G06N3/08;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

1.一種水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：

獲取入庫(kù)水流數(shù)據(jù)；

將所述入庫(kù)水流數(shù)據(jù)輸入預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型，得到目標(biāo)區(qū)域的水沙數(shù)據(jù)，所述數(shù)學(xué)模型采用歷史實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立，所述歷史實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括水流流入數(shù)據(jù)和沿程水沙數(shù)據(jù)，所述水流流入數(shù)據(jù)通過(guò)上游水流流入觀測(cè)站點(diǎn)獲取，所述沿程水沙數(shù)據(jù)通過(guò)下游觀測(cè)站點(diǎn)獲取，所述目標(biāo)區(qū)域處不設(shè)置有觀測(cè)站點(diǎn)；

將所述入庫(kù)水流數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)區(qū)域的水沙數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過(guò)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述目標(biāo)區(qū)域的水沙預(yù)測(cè)模型；

所述數(shù)學(xué)模型包括水動(dòng)力模型，所述水沙數(shù)據(jù)包括目標(biāo)區(qū)域的斷面水位和斷面流量，

所述水動(dòng)力模型為：

，

其中，表示所述目標(biāo)區(qū)域在河道中的縱向坐標(biāo)，表示相鄰兩次檢測(cè)時(shí)間間隔，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面流量，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面水位，表示所述目標(biāo)區(qū)域的當(dāng)量河寬，表示單位河長(zhǎng)的旁側(cè)入流量，表示動(dòng)力校正系數(shù)，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面面積，表示重力加速度，表示謝才系數(shù)，表示所述目標(biāo)區(qū)域的水力半徑；

所述數(shù)學(xué)模型還包括懸移質(zhì)泥沙數(shù)值模型，所述水沙數(shù)據(jù)還包括目標(biāo)區(qū)域的不同粒徑組泥沙的斷面含沙量，

所述懸移質(zhì)泥沙數(shù)值模型包括：

懸移質(zhì)輸運(yùn)控制方程：，

懸移質(zhì)引起的河床沖淤變形方程：，

其中，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面流量，表示所述目標(biāo)區(qū)域的第k粒徑組泥沙的斷面含沙量，表示所述目標(biāo)區(qū)域在河道中的縱向坐標(biāo)，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面面積，As表示所述目標(biāo)區(qū)域的沖淤面積，表示所述目標(biāo)區(qū)域的第k粒徑組泥沙的斷面挾沙力，和分別表示第k粒徑組泥沙的沉速和恢復(fù)飽和系數(shù)，表示泥沙干容重，BT表示所述目標(biāo)區(qū)域的當(dāng)量河寬；

或，

所述數(shù)學(xué)模型還包括推移質(zhì)泥沙數(shù)值模型，所述水沙數(shù)據(jù)還包括目標(biāo)區(qū)域的輸沙率：

所述推移質(zhì)泥沙數(shù)值模型包括：

推移質(zhì)輸運(yùn)控制方程：，

推移質(zhì)引起的河床沖淤變形方程：，

其中，表示推移質(zhì)輸沙率，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面平均流速，表示所述目標(biāo)區(qū)域的斷面水位，表示泥沙粒徑，表示所述目標(biāo)區(qū)域在河道中的縱向坐標(biāo)，表示相鄰兩次檢測(cè)時(shí)間間隔，表示泥沙干容重，表示所述目標(biāo)區(qū)域的沖淤面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練方法，其特征在于，獲取入庫(kù)水流數(shù)據(jù)的步驟，包括：

獲取所述上游水流流入觀測(cè)站點(diǎn)在參考時(shí)期采集的采樣水流流入數(shù)據(jù)，所述參考時(shí)期包括豐水年、平水年、枯水年；

將所述采樣水流流入數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放，得到所述入庫(kù)水流數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練方法，其特征在于，

所述初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層和輸出層；

所述輸入層的維度根據(jù)所述上游水流流入觀測(cè)站確定；

所述輸出層的維度根據(jù)所述目標(biāo)區(qū)域的數(shù)量確定。

4.一種水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

獲取上游水流流入觀測(cè)站點(diǎn)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

將所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入預(yù)先訓(xùn)練的水沙預(yù)測(cè)模型，得到目標(biāo)區(qū)域的預(yù)測(cè)水沙數(shù)據(jù)，所述水沙預(yù)測(cè)模型通過(guò)如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的水庫(kù)水沙預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練方法訓(xùn)練得到，所述目標(biāo)區(qū)域處不設(shè)置有觀測(cè)站點(diǎn)。