專利名稱：自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥石流預(yù)警方法，尤其涉及一種預(yù)測(cè)結(jié)果越來越準(zhǔn)確的自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)90年代以來，受全球氣候變暖的影響，極端氣象災(zāi)害事件引發(fā)的泥石流災(zāi)害逐漸成為山區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展的突出問題，嚴(yán)重威脅著周邊地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，并已引起政府和相關(guān)部門的廣泛關(guān)注。如果能夠?qū)@些地區(qū)的氣象及水文信息實(shí)行有效的監(jiān)測(cè)，并在災(zāi)害來臨之前及時(shí)地預(yù)警，則能很大程度減輕災(zāi)害帶來的損失。這里核心技術(shù)是預(yù) 警模型的研制，這是能夠有效提高預(yù)警準(zhǔn)確率的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪菍⑷珖鞯貐^(qū)按年均降雨量分為四級(jí)分區(qū)，分別為>1200mm，1200mm-800mm, 800mm-500mm和<500mm,通過經(jīng)驗(yàn)對(duì)各級(jí)分區(qū)分別設(shè)置可能發(fā)生泥石流的10分鐘、I小時(shí)、24小時(shí)時(shí)段的臨界雨量值(_)。按照氣象局關(guān)于藍(lán)黃橙紅預(yù)警級(jí)別的定義，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的雨量數(shù)據(jù)超過設(shè)置的預(yù)警閾值時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警。這種傳統(tǒng)的預(yù)警模型能夠一定程度上預(yù)測(cè)到可能發(fā)生的災(zāi)害，但同時(shí)也存在很大的缺陷和不足。一方面，即使是同一分區(qū)，在年均降雨量上也存在不同地區(qū)的個(gè)體差異，同樣的雨量，在有的地區(qū)可能導(dǎo)致泥石流，在有的地區(qū)發(fā)生的概率則可能較小，這種按分區(qū)設(shè)置閾值的方式顯得過于粗糙。另一方面，引發(fā)泥石流的成因是復(fù)雜的，臨界雨量只是其中的一個(gè)因素。事實(shí)上，包括地層巖性、地形地貌、土壤含水量、不同時(shí)段最大降雨量等在內(nèi)的各因素都是導(dǎo)致泥石流發(fā)生的潛在原因，并且它們之間呈現(xiàn)較為復(fù)雜的關(guān)系，因此僅僅依靠臨界雨量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)泥石流顯得證據(jù)不足。采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南到y(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中常常表現(xiàn)出漏警和虛警的幾率都較大，有時(shí)在災(zāi)害真正來臨之前不能有效預(yù)警，延誤應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案的實(shí)施，或者有時(shí)又錯(cuò)誤地預(yù)警，造成人力資源的浪費(fèi)和不必要的恐慌。因此，采用上述傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，還不能較為準(zhǔn)確和可靠地預(yù)測(cè)泥石流的發(fā)生，離人們的需求還存在相當(dāng)?shù)牟罹唷?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種預(yù)測(cè)結(jié)果越來越準(zhǔn)確的自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明所述自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法，包括以下步驟(I)采集導(dǎo)致泥石流發(fā)生的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)不同的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別為X1, X2, , Xn，每組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別判別為O1* ω2，Co1表示泥石流發(fā)生，ω2表示泥石流不發(fā)生，包含所有這些數(shù)據(jù)的整體為一個(gè)特征矢量X，即X = (X1, X2, , Xn) '(I)上式I中，X是一個(gè)η維的矢量，X中的X1, x2, . . . , Xn是不同的標(biāo)量；
(2)設(shè)泥石流發(fā)生與否的判斷函數(shù)d(x)
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法，其特征在于包括以下步驟 (1)采集導(dǎo)致泥石流發(fā)生的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)不同的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別為Xl，X2,, Xn，每組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別判別為O1* 2，O1表示泥石流發(fā)生，表示泥石流不發(fā)生，包含所有這些數(shù)據(jù)的整體為一個(gè)特征矢量X，即 X — (X1, X2, ，Xn)( I ) 上式I中，X是一個(gè)n維的矢量，X中的X1, x2, . . .，Xn是不同的標(biāo)量； (2)設(shè)泥石流發(fā)生與否的判斷函數(shù)d(x)d(x) = w' 0x+wn+1 = W1X^W2X2+. . . +wnxn+wn+1 (II) 上式II中,W1, W2,. . .，Wn*別為與X1, X2, , Xn相對(duì)應(yīng)的權(quán)矢量系數(shù)，wn+1為擴(kuò)展權(quán)矢量系數(shù)； (3)判斷泥石流是否發(fā)生如果d(x)>0，則判斷為泥石流會(huì)發(fā)生，如果d(x) <0，則判斷為泥石流不會(huì)發(fā)生，d(x) = 0為判斷界面，其含義為在一維空間中是一個(gè)點(diǎn)，在二維空間中是一條直線，在三維空間中是一個(gè)平面，在更高維的空間中是一個(gè)抽象的超平面； (4)根據(jù)泥石流是否發(fā)生的實(shí)際結(jié)果，將X重新判別為與實(shí)際結(jié)果對(duì)應(yīng)的O1或《2; (5)將X符號(hào)規(guī)范化，并擴(kuò)展為n+1維，得一訓(xùn)練模式； (6)用步驟(5)所得訓(xùn)練模式對(duì)權(quán)矢量系數(shù)Wl，w2，.. .，Wn進(jìn)行調(diào)整并擴(kuò)展，獲得新的權(quán)矢量系數(shù)，本次泥石流預(yù)警結(jié)束； (7)引入新的權(quán)矢量重復(fù)步驟(I) (6)，進(jìn)行下一次泥石流預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法，其特征在于所述步驟(6)中，對(duì)權(quán)矢量系數(shù)W1, W2, ...,Wn進(jìn)行調(diào)整的方法為 a、采用訓(xùn)練模式集X1,X2, ...，xN,構(gòu)造矩陣X = (X1, X2, , xN)',求X的偽逆X+ ； b、引入N維余量矢量b，賦初值b(0)，選取正常數(shù)P的值，置步數(shù)k= 0; 。、計(jì)算界(10 = X+b (k)和 e (k) =Xw(k)_b(k)； d、判斷若e(k)>0，繼續(xù)步驟6;若6(10 =0，則所述步驟c所得w (k)即為調(diào)整后的權(quán)矢量系數(shù)；Se(k)的負(fù)分量停止變?yōu)檎祷蚋鞣至烤鶠樨?fù)值，則所述步驟c所得w (k)即為調(diào)整后的權(quán)矢量系數(shù)；e、計(jì)算w(k+l)= w (k) + P X+[e (k) +1 e (k) I ] = w (k) + P X+1 e (k)及 b(k+l)=b (k) + P [e (k) +1 e (k) I ]； f、令k= k+1,重復(fù)步驟c 步驟e,直到e(k) =0,或者,6(10的負(fù)分量停止變?yōu)檎祷蚋鞣至烤鶠樨?fù)值為止；結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)泥石流預(yù)警方法，包括以下步驟采集導(dǎo)致泥石流發(fā)生的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并設(shè)為x1,x2，...,xn，每組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別判別為ω1或ω2；令d(x)＝w′0x+wn+1＝w1x1+w2x2+...+wnxn+wn+1；如果d(x)＞0，則判斷為泥石流會(huì)發(fā)生，如果d(x)≤0，則判斷為泥石流不會(huì)發(fā)生；根據(jù)泥石流是否發(fā)生的實(shí)際結(jié)果，將x重新判別為與實(shí)際結(jié)果對(duì)應(yīng)的ω1或ω2；將x符號(hào)規(guī)范化，并擴(kuò)展為n+1維，得一訓(xùn)練模式；用訓(xùn)練模式對(duì)w進(jìn)行調(diào)整，獲得新的w，本次泥石流預(yù)警結(jié)束；引入新的w重復(fù)上述步驟，進(jìn)行下一次泥石流預(yù)警。本發(fā)明將導(dǎo)致泥石流發(fā)生的各種因素進(jìn)行綜合判斷并形成一個(gè)能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，使預(yù)測(cè)的結(jié)果越來越準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G08B21/10GK102968883SQ201210452150
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者李天翼 申請(qǐng)人:成都市知用科技有限公司