基于非線性理論的錢塘江涌潮預(yù)報系統(tǒng)研究.pdf

1、錢塘江涌潮以其獨特的魅力而舉世聞名，但在觀賞錢塘江涌潮的同時，不能忽略其所帶來的危害，每年錢塘江潮水都會給兩岸群眾帶來人身財產(chǎn)損失。如果能提供準(zhǔn)確的涌潮預(yù)報信息，那么必然能減小錢塘江涌潮帶來的危害。文中提出了應(yīng)用混沌理論于錢塘江涌潮預(yù)報的方法，內(nèi)容主要包括涌潮到潮時差序列和潮位序列的混沌識別，并結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)模型對其進(jìn)行預(yù)報，主要工作如下：
　?。?）錢塘江涌潮系統(tǒng)的混沌特性研究。首先分析了現(xiàn)有的潮汐預(yù)報理論，以及已

2、應(yīng)用于錢塘江的預(yù)報方法。然后討論了混沌現(xiàn)象的成因，表明自然界中的原本存在的水文系統(tǒng)會伴隨著大量的混沌行為，所以文中提出利用混沌理論優(yōu)化錢塘江涌潮預(yù)報模型。能否成功應(yīng)用取決于涌潮系統(tǒng)的動力特性，故重點分析了飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)法和最大Lyapunov指數(shù)法的使用，定性定量的分析了錢塘江涌潮系統(tǒng)的混沌特性。
　?。?）基于混沌優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的潮時預(yù)報。由于每日涌潮的到潮時間符合陰歷的變化規(guī)律，擬周期性較強，原本隱含的混沌特性不容易展現(xiàn)出來，

3、所以建立關(guān)于涌潮的隔日到潮時差序列。對該序列混沌分析后，重構(gòu)其相空間，將其每個相點作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)其重構(gòu)相空間后揭示出的演化規(guī)律。最終利用基于混沌優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)報到潮時差序列對到潮時可能的誤差預(yù)測，通過對錢塘江四個觀測站的預(yù)報，結(jié)果顯示四個站點的RMSE（根均方誤差）值相對于傳統(tǒng)方法平均減少了83.9％，比傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平均減少71.18%，表明該模型可靠且具有較高的預(yù)報精度。
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