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在动态模拟的思维模式下,采用卡尔曼滤波技术和糙率自动校正两种途径,对水力学模型实时校正方法进行了研究。两种途径都取得了明显改进短时段洪水预报精度的效果。
对于卡尔曼滤波技术,当采用观测变量作为状态向量时,由于状态向量与观测向量完全同形,故这一结构制约了校正的空间和弹性,使提高预报精度的幅度受到了限制;当采用糙率作为状态向量时,状态空间方程采用随机游动型,观测向量采用实测水位和流量,由于此时观测方程为状态向量的复杂隐函数,为此导出了显式、隐式差分格式条件下的显式表达方式,试验表明,由于这种模型结构的特殊性,糙率的微小波动会在水位、流量过程计算中明显放大,故滤波器难以稳定;当采用反映观测变量和系统参数(糙率等)的综合性变量作为状态向量时,其结构简洁,滤波方便,试验表明,这一实时校正途径具有深入研究和应用的价值。所提出的糙率自动校正法,是一种引入糙率校正机制、利用误差信息自动修正糙率参数、将水力学模型改造为动态参数模型的实时校正法,该方法不改变水力学模型算法结构体系,方法简单,效果稳定,也具有深入研究和推广应用的价值。
此外,还提出实时校正“指数函数衰减”新方法,开发研制了多种交互分析校正模式。在概括相关图数学模型通式的基础上,开发了相关图建模系统和相关图模型动态预报系统,实现了相关图模型建模标准化、交互校正规范化、实时预报动态化的目标。