基于概率分布影响的中长期径流区间组合预测研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keremslr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在水资源优化配置中,需要根据预测的径流结果制定不同的方案,以期减少经济损失或增加经济效益。径流区间预测能够描述点值预测无法表示的复杂时间序列的不确定性,其中带概率分布的结果具有明显优势。径流包含了大量独立的信息特征,而单项方法因建模机制不同,只利用了径流的部分信息,忽略了某些要点。组合预测可以充分发挥各模型之间的互补作用,有效解决上述问题。本文从中长期径流预测入手,在多个数据驱动模型结构基础上建立单项径流区间预测模型,最后分别提出两种场力算法得到组合区间概率分布及预测区间。主要工作内容和创新成果包括:(1)基础模型研究与构建。由于现有的径流资料有限,本文采用自助法进行非参数抽样,获得多个训练样本。再结合径流自身的特点,选用在径流领域应用广泛的支持向量机、长短期记忆神经网络和核极限学习机模型,建立区间预测基础模型。(2)区间概率分布组合方法。针对目前各种区间组合预测方法缺乏对区间概率分布之间影响的关注,本文提出了万有引力算法和电场力算法的区间概率分布组合预测方法,通过模拟场力的作用效果,计算除最优区间外的其他区间对最优区间分布的影响。在进行组合时,将单项模型在不同时段的预测精度作为划分最优与次优区间的判断依据,通过加入组合得到的区间质量来筛选当前时段的单项区间。与已有的算例和概率叠加方法的计算结果相比,两种算法计算效果均有明显提升,其中万有引力算法能得到更窄的置信区间,而电场力算法能得到更接近实际的区间中心。(3)中长期径流实例应用及分析。在分析Djk水库月实测径流相关性基础上建立单项区间预测模型,得到的三组区间预测结果因区间覆盖率和区间宽度无法都满足要求,而且模型预测结果间存在互补性,故提出进行区间概率分布组合。针对传统的区间综合评价指标无法评判偏离目标值时预测区间的优劣程度,故提出了新的综合评价指标用于判断各单项模型在每个时段的精度大小。然后分别采用两种场力算法进行组合,结果表明均能提高径流的预测精度,为径流区间组合预测开辟新途径。
其他文献
暖通空调系统能耗在建筑总能耗中往往占比最高,而医院建筑因其24小时运行且具有多种功能的特殊性,能耗相比于一般公共建筑更高,因此,对医院建筑暖通空调系统进行节能优化具有重要意义。本文以武汉某医院大楼中央空调系统为研究对象,通过对多种负荷预测模型的对比与研究,构建了适用于夏热冬冷地区医院类建筑的负荷预测模型,并基于该负荷预测模型对传统的中央空调系统运行策略进行了优化。本文使用DeST负荷模拟软件模拟了
学位
太阳能水蒸发是一种利用清洁能源获取清洁水资源的技术,受到学者越来越多的关注,但其存在能量利用率较低、产水速率不高等问题。水凝胶,由大量含亲水基团的单体聚合而成,多孔且吸水;经功能设计,是理想的太阳能水蒸发材料,但其蒸发过程热量损失大、复合凝胶多孔性较差、蒸发焓较高等问题也需调控。本文拟采用富含亲水基团的水凝胶材料作为基底调整蒸发焓,加入良好吸光性的粉末活性炭,并复合磁性粒子来实现减少热量损失和调整
学位
我国工业发展产生了大量含有重金属和难降解有机污染物的废水,传统的物化、生化等手段很难实现重金属与有机污染物的同步去除,研发高效的处理技术十分必要。零价铁(Zero valent iron,ZVI)具有优异的给电子能力,其可直接还原污染物,也能通过活化分子氧、催化氧化剂等途径实现有机污染物的高效氧化降解,在水污染修复领域引起极大关注。但ZVI存在易钝化、催化效率低、适用pH范围窄等局限,也很难实现重
学位
基于现有地表水源热泵冬季水源温度过低时蒸发器易结冰的问题,提出一种新型冰源热泵系统,可利用低温地表水向建筑供热并大幅降低用水量,扩大了地表水源热泵应用范围。目前冰源热泵系统有两个关键问题待解决:一是供热季系统性能最高时含冰率取值问题,二是管内安全运输冰浆流速范围问题。为解决上述问题,本文主要研究内容与结果如下:首先,为研究系统供热季性能最高时含冰率取值问题,建立了冰源热泵系统TRNSYS模型,研究
学位
水电能源具有清洁低碳、技术成熟、启停灵活等特点,能够满足电力系统调峰、调频需求,保障电网安全稳定运行。在“双碳”目标的背景下,发展水电能源对促进我国经济绿色高质量发展具有重要意义。传统水库群多目标优化调度缺乏对实际调度过程及调度需求的精细化描述。虽然耦合水动力学模拟的水库群多目标优化调度模型能够实现调度目标的精确量化,但求解水动力学模型时间成本过高,使得多目标优化调度模型难以与水动力学模型直接嵌套
学位
质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)燃料电池作为利用氢能这一高效清洁能源的重要手段,在近年得到了广泛的关注,在住宅建筑领域利用氢能成为了大有可为的方向之一。本文提出住宅建筑冷热电联供系统,以及该系统的运行策略。以武汉市某住宅建筑为研究对象,在三代家庭的五口之家建立了一个适用于此家庭住户结构的冷热电联供系统。在TRNSYS软件中建立了详细的以灯光设备、卫生热水、空调
学位
达成中国“碳达峰”与“碳中和”目标的方法之一是节约建筑能耗,降低建筑二氧化碳排放量。暖通空调系统是建筑主要的用能对象之一,准确的暖通空调系统能耗预测能减少其能耗,详细的能耗监测可为对用能设备进行优化调度提供数据支持。建筑群负荷预测能帮助区域能源系统合理配置系统容量,制定合理的控制策略,减少建筑群能源系统的能耗。基于此,本文主要探究了单体建筑能耗预测中有关数据预处理和选择对体建筑日前能耗预测模型影响
学位
洪水灾害自古以来就是全世界人民共同面对的一大自然灾害,近年来更是随着极端气候事件增多、城市化进程加快等因素叠加,洪水灾害发生的频率增加,造成的损失加重,人民的生命和财产安全受到严重威胁。洪水的特性决定人类无法完全消除洪水,因此对区域进行有效的洪水风险性评估,对洪水风险等级做出分类,指出区域内的易洪易涝点,为区域防洪决策及水利工程建设提供指导,是应对洪水风险、减少洪水损失的关键步骤。本研究在空间多准
学位
随着水电设备制造技术的日趋成熟,水轮机、发电机、调速器等电站设备不断朝着技术密集度大、结构复杂度高的方向发展。这要求相关技术人员必须不断地提升自身专业理论水平和检修维护能力。但传统的设备检修培训方式存在着可视化表达有限、真机操作机会不足的问题,培训效果不理想,无法满足当前检修作业的要求。因此将虚拟技术应用于水电站设备检修培训无疑是一种良好的解决方案。本文选择水轮机和调速器作为研究对象,将虚拟现实技
学位
洪水预报是对洪水的产生及演化进行预测的一项重要科学技术,其在防洪减灾、水资源合理配置、水利工程开发和社会生产等方面具有重要作用。河道洪水预报最普遍的方法之一是河道洪水演算,它是以洪水波运动理论及圣维南方程组为理论依据演算推求断面流量过程。虽然目前常用的河道流量演算方法对洪水预报操作简单、精度较高,但随着经济发展和社会进步,对于防洪减灾、水资源调配、生产生活等要求日渐提高,故而对于大江大河洪水预报的
学位