基于粒子滤波的一维非恒定流模拟多变量校正方法

摘要：

为减少数值模型的不确定性,将粒子滤波方法引入一维非恒定流水量计算,建立了一维水量模拟的多变量校正方法.该方法通过对水流状态粒子进行统计估值,实现模型状态变量的最优估计.以单一河道洪水演进过程为例,探讨了多变量校正方法在一维非恒定流计算中的性能,分析了粒子数量、状态变量扰动误差和边界条件的不确定性对滤波效果的影响,从准确性、稳定性和高效性三方面对粒子滤波和集合卡尔曼滤波的性能进行了比较.结果表明:粒子数量为100时可兼顾滤波效果和模拟效率;水位、流量扰动误差标准差均取实际值的10％,边界条件相对误差在20％以内时,模拟精度可达94％以上;粒子滤波虽然在准确性和稳定性上较集合卡尔曼滤波稍弱,但是计算效率约是集合卡尔曼滤波的2.3倍.太湖流域河网水量校正证实,粒子滤波可显著改善模拟精度.

关键词：水动力学模型、粒子滤波、非恒定流、实时校正

所属期刊栏目：41

分类号：TV131.2(水利工程基础科学)

资助基金：长江勘测规划设计研究有限责任公司科研项目;长江勘测规划设计研究有限责任公司科研项目

在线出版日期：2021-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：50-55