[发明专利]一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法

权利要求书

1.一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:确定参考数列和比较数列；

S2：对参考数列和比较数列进行无量纲化处理；

S3：求出参考数列与比较数列的灰色关联系数；

S4：求出关联度；

S5：对关联度进行排序；

S6：对洪水进行预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S1中确定参考数列和比较数列的具体步骤为：对历史洪水资料标准化，作为比较数列；通过获取暴雨洪水要素，利用洪水预报数据或自建的水文预报模型，获得洪水预见期内的阶段累计水量，形成参考数列。

3.根据权利要求2所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S2中对参考数列和比较数列进行无量纲化处理的具体步骤为：在进行灰色关联度分析时，进行无量纲化的数据处理：

X'_ij＝X_ij/X_0j；

其中，X_ij为比较数列中第i场洪水的第j个相似性指标的数据，X_0j为参考数列的各相似指标，X’_ij为变换后的值，j＝(1,2,3,…,t₀+τ)。且X₀也做变换，X₀＝(1,1,…,1)。

4.根据权利要求3所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S3中求出参考数列与比较数列的灰色关联系数的具体步骤为：计算比较数列各变换后的相似指标与参考序列X0的绝对差值，

Δ_0i(j)＝|X₀(j)-X_i(j)|；

取出其中最大值△max、最小值△min；

比较数列与参考数列的灰色关联系数计算公式为：

式中，ρ为分辨系数，取ρ＝0.5。

5.根据权利要求4所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S4中求出关联度的具体步骤为：将各个时刻的关联系数集中为一个平均值，作为比较数列与参考数列间关联程度的数量表示，比较数列Xi对参考数列X0的关联度r_i公式如下：

k＝t₀+τ，r_i值越接近1，相关性越好。

6.根据权利要求5所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S5中关联度排序的具体步骤为：将m个比较序列对同一参考序列的关联度按大小顺序排列起来，组成关联序，记为{x}，若r_0ir_0j，则称{x_i}对于同一参考序列{x₀}优于{x_j}，记为{x_i}{x_j}；r_0i表示第i个子序列对母数列特征值。

7.根据权利要求6所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S6中的具体方法为：取排名前A名的历史洪水作为其相似洪水集，在洪水预见期内，即t≤t₀+τ，采用实时洪水预报的结果；在预见期外，即tt₀+τ，拼接历史相似洪水；在拼接时刻t₀+τ处，由于相似洪水的流量与相应的实时预报值存在差异，需在相似洪水流量过程加上一个常量ε，使之与实时洪水预报流量过程平滑过渡。

8.根据权利要求1所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，还包括步骤S7：对洪水调度和影响进行评估。

9.根据权利要求8所述的一种基于灰色关联分析法的洪水动态预测方法，其特征在于：所述步骤S7中对洪水调度和影响评估的具体方法为采集关联度排序靠前的历史洪水数据，提取针对历史洪水进行防御时采用的工程调度方案的整合数据进行工程调度。