(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111604019.3 (22)申请日 2021.12.25 (71)申请人 福建中锐网络股份有限公司 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学国家大 学科技园8号楼5层 (72)发明人 马森标　徐飞　黄正鹏　陈友武　 黄祖海　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 陈鼎桂　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 基于多元线性回归和气象数据的水库水位 预测及调度方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于多元线性回归和气象 数据的水库水位预测及调度方法， 包括以下步 骤： 步骤S1:获取水库水位历史相关数据集， 并预 处理； 步骤S2:基于预处理后的水库水位相关数 据集， 构建并训练多元线性回归模型， 构建水库 水位调度模型、 出库控制调度模型。 步骤S3:获取 水库水位数据并结合气象数据， 调用训练完成的 水库水位调度模型， 对水库水位进行预测； 步骤 S4:基于预测结果， 判断水库预测水位是达到预 警水位， 如达到预警水位， 则将预警信息传输到 出库控制调度模型， 计算出需要调节到的泄洪 量； 步骤S5:基于计算出需要调节到的泄洪量， 调 节水库闸门的开放程度。 本发明能够实现对水库 水位的精准预测， 及时对未来水库水位的预警， 并能获取到泄洪调节方案 。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114254833 A 2022.03.29 CN 114254833 A 1.一种基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤S1:获取 水库水位历史相关数据集， 并预处 理； 步骤S2:基于预处理后的水库水位相关数据集， 构建并训练多元线性回归模型,进一 步， 构建水库水位调度模型、 出库控制调度模型； 步骤S3:获取水库水位实时数据结合气象数据， 调用训练完成后的水库水位调度模型， 对水库水位进行 预测； 步骤S4:基于预测结果， 判断水库预测水位是达到水库预警水位， 如达到预警水位， 结 合水库水位管理标准进行预警等级显示， 同时将预警信息传入出库控制调度模型， 计算出 一个科学合理的水库泄洪量； 步骤S5:基于计算出需要调节到的泄洪量， 调节水库闸门的开 放程度。 2.根据权利要求1所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述水库水位历史相关数据集包括采集时间、 水库水位、 泄洪量和降雨 量。 3.根据权利要求2所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述预处 理具体为： 将水库水位、 泄洪量、 降雨量的采集时间归约到同一精度， 然后将采集 时间作为关键字 进行数据的连接； 将连接完成的数据按采集时间进行排序， 排序后该数据集为一组时间序列， 其采集时 间设为Ti其中(i＝0,1,2, …,n)。 4.根据权利要求3所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述步骤S 2具体为： 构建多元线性回归模型， 将Ti时刻的泄洪量、 Ti时刻的降雨 量、 Ti‑1时刻的水库水位作为自变量， Ti时刻的水库水位作为因变量输入多元线性回归模型 进行训练。 5.根据权利要求1所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述 步骤S3具体为： 步骤S31:使用Kafka将传感器采集到的水库水位数据、 水库泄洪数据、 气象数据实时读 入模型； 步骤S32:生产者通过调用Kafka相关的pythonAPI， 将从流数据中读取出来的消息， 生 产并push 到Broker中； 步骤S33:消费者则通过相应的分区分配策略， 通过pull操作将流数据从Broker拉取出 来， 并传入训练完成的水库水位调度模型。 步骤S34:使用Kafka将气 象数据、 水库当前水位、 泄洪量输入模型进行水库水位预测； 亦可人工将水库当前 水位、 泄洪量、 气象数据输入 模型， 进行 水库水位预测。 6.根据权利要求5所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述 步骤S34,具体为： 当前时间设为Ti(i＝0,1,2, …,n)， 将Ti+Δt时刻的降雨量、 泄洪量， Ti+Δt‑1水库水位输入 水库水位调度模型， 进行Ti+Δt时刻的水库水位预测。 其中Δt(t＝1,2,3, …)为时间增量且时间增量之间间隔时长为数据采集间隔时长； Ti+Δt时刻的气象数据可通过天气预报获得； 泄洪量默认为Ti时刻的泄洪量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114254833 A 27.根据权利要求1所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述水库水位调 度模型获取到历史水库水位信息， 并根据未来泄洪 量、 天气情 况， 进行水库水位的预测， 进一步的模型将结合水库水位管理标准， 进行水库水位预警。 出 库控制调度模型会获取水库水位调度模型 的预警信息， 并根据未来天气情况、 水库当前水 位对泄洪量进行计算， 计算完成后返回水库泄洪量， 根据该泄洪量进行 水库水位调度； 或将未来需要调度到的水库目标水位人工输入出库控制调度模型， 则模型会根据 未来 天气情况、 水库当前水位， 给出一个在未来某天能达到该水位的泄洪量， 使用该泄洪量， 调 节水库闸门开 放程度， 即实现水库水位 规则调度。 8.根据权利要求1所述的基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法， 其特征在于， 所述水库水位调度模型、 出库控制调度模型， 具体为： 基于多元线性回归算法搭建的水库水位调度模型如下： 出库控制调度模型如下： 其中Ti(i＝0,1,2, …,n)为当前时间， 为大坝水位， 为降雨量， 为泄洪量， Δt (t＝1,2,3, …)为时间增量且时间增量之间间隔时长为数据采集间隔时长， ωj(j＝1,2, 3…)为特征权重， ε为随机误差。 一种基于多 元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度 系统,其特征在于， 包括处理器、 存储器以及存储在所述存储器上 的计算机程序， 所述处理 器执行所述计算机程序时， 具体执行如权利要求1 ‑7任一项所述的水库水位预测及调度方 法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114254833 A 3