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模糊神经网络及遗传算法在实时洪水预报中的应用研究

水文预报是适应自然、减免损失的非常重要的防洪非工程措施,直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设与运用管理和发展工农业生产服务。水文预报是一个复杂的系统,且具有很强的非线性特征。目前,不论是确定性水文预报模型,还是统计模型都是以实测资料为基础建立起来的一类数学模型,由于受许多建模假设的限制,这些模型很大程度上只是对实际水文规律的一种近似模拟,难以用于处理水文现象及其要素之间内在的、复杂的非线性关系。在综述国内外研究的基础上,本文把人工神经网络、模糊集理论和遗传算法结合起来尝试建立模糊神经网络实时洪水预报模型。本文的主要研究工作及成果概括如下:1.针对水文现象及其要素的模糊性以及它们之间关系的复杂性,把模糊数学知识表达好的特点与人工神经网络模型学习能力强的特点结合起来,探讨应用模糊神经网络来实现洪水过程的实时预报。把遗传算法用于神经网络初始权重的优化,可以在一定程度上克服神经网络模型训练中普遍存在的局部极小点问题。根据模  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

智能算法在流域洪水预报系统建模中的应用及其软件集成体系

流域水文预报模型的参数率定和实时洪水校正是洪水预报中非常重要和困难的工作。模型参数率定采用传统的最优化方法仍存在较多困难:需要人工进行干预,并且不能同时全面考虑洪水过程的主要特征指标。对于结构复杂、参数众多的概念水文预报模型,实时校正问题目前仍没有行之有效的办法。随着模糊集理论(Fuzzy Sets Theory,FST)、人工神经网络(Artificial NeuralNetworks,ANN)、遗传算法(Genetic Algorithms,GAs)等非线性科学技术在各个行业的广泛深入应用,为解决上述问题提供了新的途径和可能性。本文将这些方法与传统的水文预报方法相结合,在水文预报模型参数自动率定、实时洪水校正两方面进行了成功尝试,并建立了行之有效的模型,上述模型经过一大型流域长系列水文资料检验和应用,获得非常满意结果。本项研究为实时洪水预报开辟了新的途径,并提供了良好的应用实例。全文的主要研究内容和研究成果概括如下:1.对于...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

城市智能型防洪减灾决策支持系统研究

针对当前我国城市防洪减灾研究领域中所面临的一系列问题,从系统分析的角度出发,运用现代管理科学的理论和方法,探讨了城市智能型防洪减灾决策支持系统的理论和方法,并对系统中的有些问题进行了深入细致的研究。其主要研究内容和成果如下:1.针对城市防洪减灾决策时间的紧迫性和决策所需信息的不完全性及不确定性等特点,在防洪减灾 DSS 基础上利用人工智能中的专家系统、人工神经网络和地理信息系统设计出城市智能型防洪减灾决策支持系统的理论框架。2. 分析了城市洪水灾害系统中承灾体、致灾因子和孕灾环境之间的作用,针对城市洪水灾害形成的复杂性,对城市洪水灾害的成因机理进行了深入的、全面的分析和研究,得出结论:气候因子的年际变化异常虽然是城市洪水灾害的直接影响因子,但人类的社会经济活动对自然环境的改变是造成城市洪水灾害增加的最主要的原因。3.提出了基于遗传算法的神经网络洪水流量的预测模型,该模型综合遗传算法和神经网络的优点,有效地提高了预测精度和速度,为...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北农林科技大学
西北农林科技大学

洪水智能预报方法与系统研究

洪水预测预报是减少洪涝灾害的有效途径,改进洪水预报方法、提高预报精度、实施洪水预报调度,对保护国家和人民群众的财产安全,建设和谐社会,都具有极为重要的意义。深入探讨洪水预报方法,研究人工神经网络、遗传算法和模糊算法在洪水预报中的应用,是对洪水预报理论和方法的有益补充。本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)——“感应式数字液位传感器及自动化监控系统项目”子项目,并得到太原理工天成企业博士后项目资助,以文峪河为对象,进行了流域洪水智能预报方法和洪水预报系统的研究。研究以提高半干旱半湿润地区洪水预报精度为目的,深入研究了半干旱半湿润地区洪水预报方法、神经网络洪水预报模型,以及遗传算法和模糊算法对神经网络洪水预报模型的优化等问题。主要研究内容和取得的结论如下:(1)针对文峪河水库流域的实际水文特点,在对该地区的水文过程进行分析的基础上,提出了采用多种产流模型、汇流模型和河道演算方法,将多个模型交叉组合建立了六种洪水预报方案。通过多...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水资源研究》2012年01期
水资源研究

实时洪水预报新方法初探

1概况实时洪水预报是防汛抗洪工程的重要内容之一。实时洪水预报是利用实时水情数据对未来一定时段内的水文情势作出定性或定量的预测预报。一般常用线性模型,模型由确定性部分和随机部分组成,采用递推的数学形式,利用实时信息进行合理校正,采用最优化的数学方法进行处理。近几年来,中小河流域因降雨引发洪水的灾害问题日益突出,做好实时洪水预报工作,能使决策者信息灵、情况明,在抗洪斗争中始终掌握主动权,奠定防洪减灾的坚实基础。目前的水文监测预报资源还不可能在每个危险和具有重要设施的河段布设水文站,并进行实时监测预报。因此,能依托现有的水文站,寻找一种简易实用的新方法,利用各种水文要素,对水文站所在流域内的重要水利、水电设施、城市、防洪能力低且危及人民生产生活及生命财产的重点河段,建立实用功能较强的适时预报系统,具有针对性的对河道河段进行预报,充分发挥水文资源效益的最大化,是本文所要研究和解决的问题。2原理假定流域在蓄满产流时,不考虑流域内产流空间上...  (本文共3页) 阅读全文>>

《水文》1960年40期
水文

实时洪水预报方法综述

实时洪水预报方法综述杨小柳(中国水利水电科学研究院)引言历经半个世纪的发展,见诸文献的实时洪水预报方法多不胜数。本文依据现有方法的特点,将它们划分成不同的流派。这些流派分别在实时洪水预报技术发展的不同时期起到过重要作用,都具有自身的理论和技术特点;在各流派之间存在着脉承关系。作者认为,一个较全面的对于实时洪水预报技术的回顾至少应包括五个流派:黑箱流派、概念流派、残差流派、滤波流派和统计流派。现逐一综述如下。l黑箱流派这一流派的卞要特点是以黑箱模型为基础,经过改造,使之具备实时预报的能力。目前主要有两种方法:输人一蓄量一输出法和输人一输出法。1.l输入一一t量一输出法这类方法的鼎盛时期是70年代,其代表人物有Lambert(1969,1972),McKerchar(197),Green(1979)等。他们从下面的连续方程和蓄量一输出方程出发:式中,t表示时间;S。S(t)为流域的平均蓄水深度;p。尸(t)为流域输人,即流域的面平均...  (本文共9页) 阅读全文>>

权威出处: 《水文》1960年40期
《水利水电快报》1960年70期
水利水电快报

实时洪水预报系统

实时洪水预报系统主题词实时洪水预报,预报系统,数据处理,计算机应用,英国通过采用英国水文研究所、Logica公司和国家河流管理局设计的一种系统,现在可以在全国范围内根据需要的周期按15min、每天或每周的时段进行实时洪水预报。这套河流流量预报系统(REFS)已经在英国和香港两个地区得到了成功的运用。目前印度的两个试点工程也采用该系统。该系统的核心是数据控制计算(ICA),ICA用于收集和处理从河源到入海口之间包括整个流域各方面的数据。通过雨量计和气象雷达数据有代表性地计算整个流域的平均降水量,过去以15min作为一个时段,将来则以15min时段为所选周期作出实时预报。使用通过模型算法接口意味着大量的不同模型都可以相互通用,例如研究融雪或潮汐作用的模型。这种算法接口的适用性很广,可以推广运用于初始方案中未包括的河系,以及其它一些诸如水质等变量。水分分布概率模型(PDM)表示根据不同的土壤/植被区估算的吸收水位径流量,以及当地河渠和...  (本文共2页) 阅读全文>>