基于数据和黑箱建模理论钱塘江涌潮自动检测和实时预报方法

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文基于数据和黑箱建模理论的钱塘江涌潮自动检测与实时预报方法研究生：徐翠飞指导教师：王瑞荣副教授2013年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonAutomaticDetectionandReal-timeForecastMethodofQiantangRiverTidalBoreBasedonBlackBoxModelingTheoryCandidate:XuCuifeiSupervisor:Asso.Pro

2、f.WangRuirongDecember，2013杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电

3、子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要钱塘江在杭州湾处呈现的喇叭口形状造就其独特的风景钱塘江大潮。但是，在人们领略大自然这一奇特魅力的同时，钱塘江涌潮也给人们带来了不可忽视的灾害，几乎每年都会发生多起钱塘江潮水卷人事件。如果能够实现对涌潮的准确预报，就可以增强

4、防灾预案的针对性和可操作性，方便相关部门开展防潮工作，从而减少事故的发生。文中提出一种基于水位数据的“黑箱”建模方法，并在该方法的基础上开发了钱塘江涌潮自动检测与实时预报系统，其主要工作如下：（1）介绍了基于统计规律的涌潮预报方法、基于调和分析的涌潮预报方法和基于水动力学的涌潮预报方法。针对上述三种预报方法存在的问题，研究一种具有自学习、自适应功能的预报算法。文中提出了一种基于历史水位数据的“黑箱”建模方法，通过“黑箱”建模最终确定了判断涌潮到达的具体条件，并且提出了相应的涌潮分段实时预报方法，以满足钱塘江涌潮预报的需求。（2）针对历史水位数据中存在的

5、问题（数据扰动、不符合规律等），对钱塘江进行实地调研，分析流速辅助判断的必要性，并基于Android操作系统设计流速检测装置以采集SurfaceVelocityRadar(SVR)流速仪数据。对涌潮自动监测站进行了升级试点改造，新增SVR流速仪并设计适配器以消除紊流对流速测量的影响。（3）将采集到的现场数据通过GPRS/GSM网络传输到水文站服务器。开发钱塘江涌潮预报软件，对文中提出的涌潮分段实时预报方法进行具体实现，并将预报结果存至实时预报数据库中，以便预报信息发布。（4）为方便对涌潮实时预报信息的查看，对钱塘江涌潮实时预报网站进行设计开发。通过调用

6、google地图以及文本形式两种方式，实现预报信息的显示模块；设计管理员控制模块，系统管理员可通过该网站对预报信息进行修正，方便其对涌潮预报信息的管理。（5）对系统进行实际运行，以测试该预报方法的性能。将预报结果与实际涌潮信息进行对比分析可知，文中提出的预报方法具有较高的精度，满足了人们对钱塘江涌潮实时预报的需求。关键词：涌潮预报，黑箱建模，涌潮检测，分段实时预报I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTThefunnel-shapeofHangzhouBayformsuniquesceneryofQiantangRiver,whichiswell

7、knownastidalbore.However,asweenjoythemagicalglamourofnature,thetidalborealsobringsseveredisaster.Almosteveryyear,somepeoplearedrownedbythetidalboreofQiantangRiver.Iftheforecastoftidalborecouldbehighlyaccurate,theefficiencyofdisasterpreventionwouldbegreatlyimproved,thusmakingitco

8、nvenientforrelevantdepartmentstotakemeasurestop