[发明专利]一种混联水库群实时防洪风险双向分析方法

说明书

本发明公开了一种混联水库群实时防洪风险双向分析方法，包括以下步骤：(1)建立考虑不确定性因素的动态贝叶斯网络节点；(2)基于动态贝叶斯网络，建立混联水库群实时防洪调度风险双向分析模型；(3)基于混联水库实时防洪调度风险双向分析模型，进行混联水库群实时防洪风险的正向动态评估和主要风险事件发生原因的反向诊断。本发明利用后验概率信息进行了风险的双向分析，比现有的水库群实时防洪调度风险评估方法提供更加全方位的风险信息，且给决策者提供准确且逐时更新的风险信息，提高风险决策的可靠性和实用性。

技术领域

本发明属于水库群实时防洪调度风险评估，具体涉及一种混联水库群实时防洪风险双向分析方法。

背景技术

水库群实时防洪调度是一种重要的流域防洪减灾非工程措施。混联水库群是流域防洪系统最常见的形式，在混联水库群防洪调度过程中有许多不确定性因素，比如各水库入流预报误差、各水库水位库容曲线误差、各水库泄流曲线误差等。这些不确定性因素给水库群防洪调度带来了风险，对混联水库群实时防洪调度中的不确定性因素和其给混联水库群带来的风险进行定量的评估具有重要的学术意义和实用价值。

目前，现有的水库实时防洪调度风险评估方法主要存在以下不足：(1)大多数成果针对并联水库群或者梯级水库群进行风险分析，对混联水库群的实时防洪调度风险分析较少；(2)未对水库群实时防洪风险进行双向评估，仅仅对风险进行正向预测，缺少对风险事件主要原因的诊断分析，并不能给决策者提供全方位的风险评估信息；(3)风险评估仅仅利用了不确定性因素的先验信息，没有考虑不确定性因素的后验信息，忽略了洪水的实时性，并不能给决策者提供准确且逐时更新的风险信息。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明的提供一种混联水库群实时防洪风险双向分析方法，解决混联水库群实时防洪调度中不确定因素造成的风险问题。

技术方案：一种混联水库群实时防洪风险双向分析方法，包括以下步骤：

(1)构建混联水库群网络模型，包括基于不确定性因素建立动态贝叶斯网络节点；

(2)基于动态贝叶斯网络，建立混联水库群实时防洪调度风险双向分析模型；

(3)基于混联水库群实时防洪调度风险双向分析模型，进行混联水库群实时防洪风险的正向动态评估和主要风险事件发生原因的反向诊断。

进一步的，步骤(1)中所述的不确定性因素包括：各水库入流流量预报误差、各水库水位库容曲线误差、各水库出流误差、各防洪控制断面区间入流预报误差、各水库出库流量的河道洪水演进误差、各防洪控制断面区间入流的河道洪水演进误差。考虑不确定性因素的动态贝叶斯网络节点包含了各水库入库流量随机过程、各水库出库流量随机过程、各水库蓄水量随机过程和各水库水位随机过程、各防洪控制断面的区间入流随机过程、各水库出库流量在防洪控制断面的随机响应过程、各防洪控制断面区间入流在防洪控制断面的区间响应过程、各防洪控制断面组合流量随机过程。

进一步的，所述步骤(2)包括如下步骤：

(2.1)分析混联水库群的拓扑关系和洪水在混联水库群中的传播规律，确定随机过程的因果关系和动态贝叶斯网络节点之间的先后顺序；按照顺序将节点逐个加入到动态贝叶斯网络结构中；根据随机过程的因果关系绘制节点之间的有向边，构成混联水库实时防洪调度风险双向分析的动态贝叶斯网络模型。

(2.2)采用极大似然估计方法进行混联水库实时防洪调度风险双向分析的动态贝叶斯网络模型的参数估计，确定根节点的先验概率密度函数和非根节点的条件概率密度函数或者条件概率分布表。

进一步的，所述步骤(3)包括如下步骤：

(3.1)进行混联水库群实时防洪风险的定义；