【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种洪水预报，特别是关于一种基于微服务架构的洪水预报方案通用参数率定方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、在洪水预报业务中，最重要的步骤之一是率定模型参数。关于水文模型参数率定主要有两大类研发方向，一是研究各种优化算法，比如单纯形法(simplex)、罗森布洛克(rosenbrock)、遗传算法(ga)、洗牌寻优算法(sceua)等；二是研发独立于模型或者与模型相关的优化软件、程序、工具等，比如pest(parameter estimation)自动率定程序、swat-cup软件、wgn parameters estimation tool、中国洪水预报系统等，这类软件工具多采用单机模式运行，无法大规模并发作业。目前很多洪水预报方案和预报系统要求采用基于微服务的在线运行方式，故急需提供一种能基于微服务的洪水预报参数率定方法。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种洪水预报模型参数在线率定方法、系统及存储介质，能够灵活适应对不同流域洪水预报方案的参数率定，提高参数率定程序的通用性、可扩展性、弹性容错能力。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术采取以下技术方案：一种洪水预报方案通用参数率定方法，其包括：根据洪水预报方案参数率定的业务逻辑，将洪水预报方案参数率定应用程序拆分为多个微服务，并由洪水预报平台构建率定参数总控文件；其中，各微服务包括参数寻优微服务、洪水预报方案单次计算微服务、洪水预报模型计算微服务和目标函数计算微服务；将率定参数
3、进一步，将每个微服务封装成组件注册到洪水预报平台组件库中，启用微服务时，其实例运行在相互独立的容器中，通过约定和接口文件通信。
4、进一步，将率定参数总控文件输入参数寻优微服务中以对洪水预报模型参数寻优更新，包括：
5、由参数寻优微服务解析参数率定总控文件，获取预报方案中各模型的参数范围和参数关系；
6、第一次启用参数寻优微服务时，依据各模型的参数范围和参数关系生成参数初值；
7、在参数寻优过程中，依据参数寻优规则生成参数优化值，使目标函数向最优值移动；
8、将参数初值或优化值写入模型参数文件，存入共享工作目录；
9、调用洪水预报方案单次计算微服务，并将由模型参数文件得到的洪水预报方案文件信息传递至洪水预报方案单次计算微服务。
10、进一步，洪水预报方案单次计算微服务得到流量数据文件，包括：
11、由洪水预报方案单次计算微服务解析接收到的洪水预报方案文件，并依次调用各洪水预报模型计算微服务；
12、洪水预报模型计算微服务计算后输出模型结果文件，模型结果文件输入洪水预报方案单次计算微服务，对多模型结果进行组合运算；
13、将运算结果写入预报方案计算流量数据文件，存入共享工作目录，完成一次洪水预报方案计算。
14、进一步，由洪水预报模型计算微服务得到模型结果文件，包括：
15、洪水预报模型计算微服务解析率定数据的时间范围文件，获取率定数据的始末时间位置；
16、从共享工作目录读取各个模型输入文件，并从中提取相应时间范围内的流域面雨量、蒸散发能力、分水源径流深和上游断面入流量这些输入数据；
17、从共享工作目录读取各个模型参数文件，并获取当前参数值；
18、基于输入数据和当前参数值生成模型结果文件，返回给洪水预报方案单次计算微服务。
19、进一步，由目标函数计算微服务得到目标函数结果文件并返回参数寻优微服务，包括：
20、参数寻优算法微服务调用目标函数计算微服务；
21、由目标函数计算微服务解析目标函数计算参数文件，获知目标函数名称，获取参与目标函数统计的数据阈值，据此从共享工作目录读取预报方案计算流量数据文件，并从中提取达到阈值的计算流量数据；
22、从共享工作目录读取实测流量数据文件，并从中提取达到阈值的实测流量数据；
23、根据计算流量数据和实测流量数据生成目标函数结果文件，返回给参数寻优算法微服务。
24、进一步，参数率定终止条件，为：
25、参数寻优算法微服务从参数率定总控文件获知参数寻优过程输出间隔，每经历一轮输出间隔，从共享工作目录读取参数率定主动终止标识文件，通过解析文件获知是否需要主动终止率定，若是则输出参数率定结果；
26、若否，则判断相邻两次寻优的目标函数值之差是否低于预设上限，若是则认为目标函数收敛，输出参数率定结果；
27、若否，则进一步判断参数迭代寻优次数是否抵达预设上限，若是则输出参数率定结果；
28、若否，则进一步判断参数率定运行时间是否抵达上限，若是输出参数率定结果；若否，则进入新一轮参数寻优。
29、进一步，输出参数率定结果，包括：
30、由参数寻优算法微服务构造参数率定结果文件，记录最终的目标函数值与各模型参数值；
31、构造参数寻优过程状态文件，记录目标函数值与各模型参数值的寻优变化过程，然后将两项文件输出给洪水预报平台；
32、洪水预报平台负责对参数率定结果和寻优过程做进一步分析应用，完成参数率定。
33、第二方面，本专利技术采用的技术方案为：一种洪水预报方案通用参数率定系统，其包括：第一处理模块，根据洪水预报方案参数率定的业务逻辑，将洪水预报方案参数率定应用程序拆分为多个微服务，并由洪水预报平台构建率定参数总控文件；其中，各微服务包括参数寻优微服务、洪水预报方案单次计算微服务、洪水预报模型计算微服务和目标函数计算微服务；第二处理模块，将率定参数总控文件输入参数寻优微服务中以对洪水预报模型参数寻优更新，并将更新后的模型参数分别输入洪水预报方案单次计算微服务和目标函数计算微服务，洪水预报方案单次计算微服务调用洪水预报模型计算微服务的模型结果文件，由洪水预报方案单次计算微服务得到的流量数据文件、以及参数寻优微服务得到的更新后的模型参数文件存入共享工作目录；输出模块，目标函数计算微服务和洪水预报模型计算微服务分别获取共享工作目录的流量数据文件和模型参数文件，由洪水预报模型计算微服务得到模型结果文件，由目标函数计算微服务得到目标函数结果文件并返回参数寻优微服务，循环迭代寻优至满足参数率定终止条件，输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，将每个微服务封装成组件注册到洪水预报平台组件库中，启用微服务时，其实例运行在相互独立的容器中，通过约定和接口文件通信。
3.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，将率定参数总控文件输入参数寻优微服务中以对洪水预报模型参数寻优更新，包括：
4.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，洪水预报方案单次计算微服务得到流量数据文件，包括：
5.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，由洪水预报模型计算微服务得到模型结果文件，包括：
6.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，由目标函数计算微服务得到目标函数结果文件并返回参数寻优微服务，包括：
7.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，参数率定终止条件，为：
8.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，输出参数率定结果，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，将每个微服务封装成组件注册到洪水预报平台组件库中，启用微服务时，其实例运行在相互独立的容器中，通过约定和接口文件通信。
3.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，将率定参数总控文件输入参数寻优微服务中以对洪水预报模型参数寻优更新，包括：
4.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，洪水预报方案单次计算微服务得到流量数据文件，包括：
5.如权利要求1所述洪水预报方案通用参数率定方法，其特征在于，由洪水预报模型计算微服务...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱峰，侯爱中，王金星，王文鹏，朱跃龙，张鹏程，张怡雯，王容，何坫鹏，张馨月，
申请(专利权)人：水利部信息中心水利部水文水资源监测预报中心，
类型：发明
国别省市：
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