[发明专利]一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法

权利要求书

1.一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101：构建街道-雨水下水道双排水系统耦合模型，利用耦合模型得到水深数据集；

S102：对水深数据集采用基于互相关分析的皮尔逊相关系数法对降雨-水深的时间相关性进行分析，得到时间相关性分析结果；

S103：采用Min-Max法对水深数据集进行归一化，得到归一化后的数据集；

S104：采用软注意最大权值法对水深数据集中雨水井各点位间的空间相关性进行分析，得到空间相关性分析结果；

S105：根据时间相关性分析结果、空间相关性分析结果构建基于时空相关性分析的城市雨水井多点位水深快速预报模型；

S106：根据归一化后的数据集，使用均方误差作为损失函数，训练水深快速预报模型，对水深快速预报模型进行优化，得到优化后的模型；

S107：采用均方根误差RMSE以及纳什效率系数NSE对优化后的模型进行评价，得到评价通过的模型；

S108：将评价通过的模型应用于实际水深预报，得到预报结果。

2.如权利要求1所述的一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法，其特征在于：所述街道-雨水下水道双排水系统耦合模型采用于雨洪管理模型SWMM建立。

3.如权利要求1所述的一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法，其特征在于：步骤S102中时间相关性分析的具体公式如下：

式(1)、(2)中，是滑动窗口为i时，n个雨水井的降雨-水深相关系数均值；i是滑动窗口数；PCC_i(R,D_j)是滑动窗口为i时，第j个雨水井的相关系数值；n是雨水井个数；R^t-i是降雨数据序列中的第t-i个降雨数据；是平均降雨；是雨水井水深数据序列中第j个雨水井的第i+1个水深值；是雨水井水深数据序列中第j个雨水井的水深均值；t是降雨数据序列总长度；S_R是降雨数据序列的标准差；是第j个雨水井数据序列的标准差。

4.如权利要求1所述的一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法，其特征在于：步骤S103中的归一化，具体如下式：

式(3)中，X_i^*是归一化后的数据序列；X_i是原始数据序列；X_min是数据序列中的最小值；X_max是数据序列中的最大值。

5.如权利要求1所述的一种城市雨水井多点位水深快速预报的方法，其特征在于：步骤S104中空间相关性分析，具体如下：

式(4)-(7)中，α_i是第i个雨水井的空间权重系数；是雨水井水深数据序列中第i个雨水井的第j个水深值；t是降雨数据序列总长度；Ratio_PCC＞N是皮尔逊相关系数大于N时的比值；A_{N＜PCC＜1.0}是各雨水井互相关混淆矩阵中皮尔逊相关系数在N～1.0时的面积；A_total是各雨水井互相关混淆矩阵总面积；是第i个雨水井皮尔逊相关系数大于N的个数；0N1。