[发明专利]一种选取数值模型最优方案组合的方法

权利要求书

1.一种选取数值模型最优方案组合的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用先验知识对方案进行初筛；

步骤2：利用均一化实验设计完成对模型所有方案的抽样；

步骤3：采用多变量方差分析的方法计算每个物理过程对于输出变量的主效应和交互效应，从而得到物理过程的敏感性；所述物理过程的敏感性包括非敏感物理过程和敏感物理过程；

其中，所述主效应，即每个物理过程对模型输出变量的影响；

所述交互效应，即两个或多个物理过程的交互作用对模型输出变量的影响；

步骤4：对于非敏感物理过程，根据经验或模拟效果确定每个组的最优方案；

步骤5：对于敏感物理过程，使用图西检验来检测该过程里每两个方案之间是否有显著差异，如果两个方案有显著差异，则将两个方案分类到两个不同的组里；反之，则将两个方案归为同一个组内；

步骤6：针对敏感物理过程，分类过后，每个组里有一个或多个方案，根据泰勒评分计算每个组内所有方案评价分数的均值，平均值最高的一个组内的方案即为这个物理过程的最优方案；

步骤7：重复步骤5-6，直到每个敏感物理过程都得到它的最优方案；

步骤8：将非敏感物理过程和敏感物理过程中的最优方案排列组合，从而得到模型的最优方案组合。

2.根据权利要求1所述的选取数值模型最优方案组合的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

21)确定好实验所需的因子数和每个因子中的水平数；其中，对于同一个因子，里面每一个水平的重复次数是一致的；

22)根据因子数和水平数选取合适的实验设计。

3.根据权利要求1所述的选取数值模型最优方案组合的方法，其特征在于，所述方差分析具体计算过程如下：

步骤31：对每个观测值，我们定义误差函数为：

deviation＝individual value–overall mean

步骤32：我们定义变量TSS，它的计算方式为每个观测值相对于均值的误差的平方和，TSS代表了单个观测相对于均值的离差程度；

步骤33：定义自由度df这个变量，主效应中的自由度等于每个因子中的水平数减1，交互效应中的自由度为两个因子自由度的乘积。

步骤34：使用MS来表征每个物理过程对因变量的影响效应，MS的定义为TSS除以相应的自由度；

假设两个因子分别为A和B，因子A有a个水平，因子B有b个水平，那么，因子A和因子B的主效应以及他们的交互效应定义如下：

4.根据权利要求1所述的选取数值模型最优方案组合的方法，其特征在于，所述图西检测具体的工作方式为：

假设一个物理过程A共含有a个参数化方案，那么是每个对应方案的平均泰勒评分值，图西检验检测每一对两两的方案是否有显著差异，图西检测用来进行检测的公式如下所示：

其中是用于比较的两个方案中较大的目标函数均值，是两个方案中较小的目标函数均值，MSE指的是两个方案中所有样本点相对于均值的平均误差，n指的是每个方案中的样本数，公式中q_s的值需要和学生氏分布中的q值相比较，如果q_s值比特定的q_α值大，那么两个方案在水平α(0≤α≤1)下是有显著差异的。

5.根据权利要求1所述的选取数值模型最优方案组合的方法，其特征在于，使用泰勒评分T来表征模型模拟值和真实观测值之间的差异，泰勒评分的表达式如下所示：

其中R＝corr(sim，obs)，泰勒评分的范围是0到1，评分越高，代表模型模拟的越准确。