本发明专利技术涉及水库调度领域，其目的在于提供一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法及装置，该方法包括：获取水库在不同时间的数据信息；将数据信息划分为训练集和验证集；对训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型；根据验证集和预设模型评价指标对初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型。本发明专利技术通过训练水库柔性调度的可行区间提取模型，可根据需要了解水库的出库流量边界范围，从而提高水库调度的灵活性与优化调度研究的实用性，解决不确定性条件下水库出库流量边界范围难以量化的问题。库流量边界范围难以量化的问题。库流量边界范围难以量化的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法及装置
[0001]本专利技术涉及水库调度
，具体涉及一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法及装置。
技术介绍
[0002]随着经济社会发展，用水需求逐步增加，水库在人类社会中承担的职能逐渐多样化：防洪目标、发电目标、供水目标、航运目标、生态目标等，各目标间相互影响、相互制约。加之，气候变化引起水资源系统剧烈波动，水库运行过程中发生紧急事件的可能性大大增加，尤其多目标水库本身各职能间相互制约牵扯，一旦某一目标偏离原定计划，其他目标调度决策无法迅速响应。因此，水库调度呈现变化多端的动态机制，单一的调度规则无法满足水库调度的灵活性要求，需引入柔性调度机制。柔性(Flexibility)的引入是基于现实生活中广泛存在的不确定事件，为决策提供灵活的变换空间，它广泛应用于IT、制造、生态学、水资源系统等领域中，并有不同的应用与迁移。由于与IT、制造、水资源系统具有相同的内部特征：变化多端的动态机制、日益增加的需求、有限的未来情景假设，在水库调度中同样需要应用柔性来增加调度决策的适应性。
[0003]在水库调度领域，水库调度者精心安排的调度计划，无法准确按照预期进行，更无法保障达到预期的目标效益。且当决策过程倾向于结合不确定性的决策方法时，一般的不确定性研究方法通常需要获取足够的未来可能状态的概率分布，以及当前不同选择导致的未来不同结果等，但这些信息总是难以获得的，计算相关的条件概率更为困难。即使拥有充足的信息，但预先设定的、基于不确定性推算的单一轨迹，在实际调度中并不能充分适应设计时未考虑到的状况。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法，以解决现阶段由于难以获取可行区间使调度具有较高的不确定性的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术实施例提供了一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法，包括：
[0007]获取水库在不同时间的数据信息；
[0008]将所述数据信息划分为训练集和验证集；
[0009]对所述训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型；
[0010]根据所述验证集和预设模型评价指标对所述初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型。
[0011]可选的，在所述将所述数据信息划分为训练集和验证集之前，所述方法还包括：
[0012]对所述数据信息进行数据缺失补偿；
[0013]对进行缺失补偿后的所述数据信息进行异常矫正；
[0014]从异常矫正后的数据信息中提取入库流量、水位和出库流量分析不同时刻水库库
容的变化量；
[0015]通过所述变化量计算每个时刻的水量平衡偏差值；
[0016]判断所述水量平衡偏差值是否大于预设阈值；
[0017]当所述水量平衡偏差值大于预设阈值时，将该时刻的入库流量删除后对该时刻的入库流量进行数据缺失补偿，并返回分析不同时刻水库库容的变化量的步骤，直至所述水量平衡偏差值小于预设阈值。
[0018]可选的，所述对所述数据信息进行数据缺失补偿，包括：
[0019]判断所述数据信息中是否存在数据缺失；
[0020]当存在数据缺失时获取数据缺失的时间；
[0021]根据所述时间选取与该时间相邻时刻的数据信息；
[0022]计算所述相邻时刻的数据信息的均值得到补偿数据；
[0023]基于所述补偿数据对缺失的数据进行补偿。
[0024]可选的，所述对进行缺失补偿后的所述数据信息进行异常矫正，包括：
[0025]获取所述数据信息的历史数据；
[0026]将所述数据信息每个时刻的当前数据与所述历史数据进行对比分析，得到差值数据；
[0027]判断所述差值数据是否在预设数值范围内；
[0028]将超出所述预设数值范围的当前数据进行删除。
[0029]可选的，所述对所述训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型，包括：
[0030]从所述训练集中提取当前出库流量和模型训练的输入变量、输出变量，所述输入变量包括：入库流量、水库上下游水位和前期出库流量，所述输出变量包括：出库流量的上边界、下边界；
[0031]根据所述上边界、下边界和所述当前出库流量构建模型损失函数；
[0032]根据所述模型损失函数和预设深度学习模型构建同一时间条件下所述输入变量与所述输出变量之间的映射关系，得到初始区间提取模型。
[0033]可选的，所述根据所述上边界、下边界和当前出库流量构建模型损失函数，包括：
[0034]根据所述上边界、下边界和当前出库流量分别计算出多个损失函数项，所述损失函数项包括：上边界的损失函数项、下边界的损失函数项、柔性区间宽度的损失函数项和违反出库流量下边界非负约束的损失函数项；
[0035]基于所述损失函数项和每个损失函数项的预设权重系数构建模型损失函数。
[0036]可选的，所述根据所述验证集和预设模型评价指标对所述初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型，包括：
[0037]将所述验证集输入所述初始区间提取模型，得到出库流量区间；
[0038]根据所述出库流量区间分析柔性区间覆盖率和柔性区间归一化平均带宽；
[0039]根据所述柔性区间覆盖率和所述柔性区间归一化平均带宽计算区间覆盖率和宽度的综合指标数值；
[0040]基于和预设模型评价指标和所述综合指标数值对所述初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型。
[0041]本专利技术实施例还提供了一种提取水库柔性调度区间的模型构建装置，包括：
[0042]获取模块，用于获取水库在不同时间的数据信息；
[0043]划分模块，用于将所述数据信息划分为训练集和验证集；
[0044]分析模块，用于对所述训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型；
[0045]优化模块，用于根据所述验证集和预设模型评价指标对所述初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型。
[0046]本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括：
[0047]存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术实施例提供的提取水库柔性调度区间的模型构建方法。
[0048]本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行本专利技术实施例提供的提取水库柔性调度区间的模型构建方法。
[0049]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0050]本专利技术提供了一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法，通过获取水库在不同时间的数据信息；将数据信息划分为训练集和验证集；对训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提取水库柔性调度区间的模型构建方法，其特征在于，包括：获取水库在不同时间的数据信息；将所述数据信息划分为训练集和验证集；对所述训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型；根据所述验证集和预设模型评价指标对所述初始区间提取模型的超参数进行优化，得到可行区间提取模型。2.根据权利要求1所述的提取水库柔性调度区间的模型构建方法，其特征在于，在所述将所述数据信息划分为训练集和验证集之前，所述方法还包括：对所述数据信息进行数据缺失补偿；对进行缺失补偿后的所述数据信息进行异常矫正；从异常矫正后的数据信息中提取入库流量、水位和出库流量分析不同时刻水库库容的变化量；通过所述变化量计算每个时刻的水量平衡偏差值；判断所述水量平衡偏差值是否大于预设阈值；当所述水量平衡偏差值大于预设阈值时，将该时刻的入库流量删除后对该时刻的入库流量进行数据缺失补偿，并返回分析不同时刻水库库容的变化量的步骤，直至所述水量平衡偏差值小于预设阈值。3.根据权利要求2所述的提取水库柔性调度区间的模型构建方法，其特征在于，所述对所述数据信息进行数据缺失补偿，包括：判断所述数据信息中是否存在数据缺失；当存在数据缺失时获取数据缺失的时间；根据所述时间选取与该时间相邻时刻的数据信息；计算所述相邻时刻的数据信息的均值得到补偿数据；基于所述补偿数据对缺失的数据进行补偿。4.根据权利要求2所述的提取水库柔性调度区间的模型构建方法，其特征在于，所述对进行缺失补偿后的所述数据信息进行异常矫正，包括：获取所述数据信息的历史数据；将所述数据信息每个时刻的当前数据与所述历史数据进行对比分析，得到差值数据；判断所述差值数据是否在预设数值范围内；将超出所述预设数值范围的当前数据进行删除。5.根据权利要求1所述的提取水库柔性调度区间的模型构建方法，其特征在于，所述对所述训练集中的数据信息进行映射分析，构建初始区间提取模型，包括：从所述训练集中提取当前出库流量和模型训练的输入变量、输出变量，所述输入变量包括：入库流量、水库上下游水位和前期出库流量，所述输出变量包括：出库流量的上边界、下边界；根据所述上边界、下边界和所述当前出库流量构建模型损失函数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玮，郑雅莲，刘攀，李梦杰，叶浩，刘志武，梁犁丽，黄康迪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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