[发明专利]一种特高压密集通道山火断面失效概率预测方法

权利要求书

1.一种特高压密集通道山火断面失效概率预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从可燃物、气象、地形三个方面选取山火影响因素，综合考虑稳定性和慢变因素的前提下，基于历史数据从山火影响因素中筛选出关键因素，并通过数值天气预报系统对相应气象条件进行预测；

S2、结合步骤S1中筛选的关键因素及其山火风险系数构建山火风险等级系数的计算模型；

S3、建立特高压密集通道山火断面失效概率模型，对特高压密集通道山火断面失效概率进行预测。

2.根据权利要求1所述一种特高压密集通道山火断面失效概率预测方法，其特征在于，所述步骤S1中可燃物因素包括含水率、结构、成分、密度和表面积体积比；气象因素包括气温、湿度、风速、风向、降水及降水持续时间；地形因素包括坡度、坡度方向、坡度位置和海拔高度。

3.根据权利要求1所述一种特高压密集通道山火断面失效概率预测方法，其特征在于，所述步骤S1中通过计算山火影响因素集X与因变量密集通道断面失效Y的部分互信息来筛选山火影响因素中的关键因素，筛选的步骤如下：

(1)计算X与Y的部分互信息

1)计算互信息的信息熵I(X,Y)，具体计算式如下：

其中，x_i和y_i分别是X和Y的第i个值；f是基于n个样本数据的估计概率密度函数；

2)计算条件期望，具体计算式如下：

其中，Z为另一山火影响因素集；Z_i为Z中的第i个元素；E_X(z)为在给定Z_i＝z的条件下X的条件期望；z为Z_i的具体取值；

3)计算X与Y的部分互信息，具体计算式如下：

I(X,Y)＝I(U,V)

其中，U和V分别表示利用E_X(z)和E_Y(z)消去Z后的X与Y；

(2)采用核密度估计法来估计概率密度，具体计算式如下：

其中，f(x)为X的概率密度函数的估计；x为X的具体取值；d为X的维数，当X为一维或二维时，|X|为X的标准差或协方差矩阵的模量，h为尺度参数，则h的最优值计算式如下：

(3)判定筛选结束，具体的判定条件如下：

其中，T为筛选结束的判据；p是选定山火影响因素的个数；r_i为Y的回归残差，根据所选山火影响因素计算；当T达到最小值时，完成关键因素集的筛选。

4.根据权利要求3所述一种特高压密集通道山火断面失效概率预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中关键因素集筛选结束判定的具体方法如下：

假设要选择的X包含i个山火影响因素X₁，X₂，…，X_i；；影响山火关键因素集为S；X_m为使部分互信息的信息熵最大化的山火影响因素；

步骤一、初始化每个山火影响因素；

步骤二、对于X中的每个山火影响因素，计算其与Y的互信息值I(X_i,Y)；

步骤三、选择使I(X_i,Y)达到最大值的X_m；

步骤四、基于X_m计算T，并将X_m移入S中；

步骤五、如果X不为空，对于每个变量，计算其与S中的因素的条件期望，则可以计算出U＝X-E_X(S)，V＝Y-E_Y(S)和I(U_i,V)；

步骤六、同步骤三；

步骤七、基于X_m计算T；

步骤八、如果T减小，将X_m移到S中并返回步骤五，否则，停止筛选。