1.一种基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:根据SWMM模型建模的基本要求,获取研究区域建模所需的基本数据,输入数据并建立降雨径流模型;
S2:确定待率定参数组和取值范围,同时抽样生成参数取值序列;
S3:使用python程序编程将参数序列导入SWMM模型中,并驱动运行,得出模拟结果;
S4:使用python程序提取出模拟结果,即监测点水深数据作为输入变量,S2中的参数取值序列作为目标变量,以这两种数据作为BP神经网络训练样本;
S5:建立BP神经网络,使用S4中监测点水深数据和参数取值序列作为BP神经网络的输入变量和目标变量进行训练优化,在训练过程中不断调试模型的训练数据、验证数据和测试数据的比例,隐含层神经元和延迟值的个数,使模型满足误差在置信区间的要求;
S6:选取监测点实测水深数据输入S5中训练的网络,利用matlab中的神经网络仿真函数进行仿真,得到自动率定参数,实现参数自率定;
S2步骤中,确定待率定参数组包括:参数渗透性粗糙系数、不渗透性粗糙系数、渗透性洼地蓄水、不渗透性洼地蓄水、无洼地蓄水不渗透性、最大入渗率、最小入渗率和衰减系数8个;并根据SWMM模型手册确定其取值范围;
S5步骤中,具体训练过程包括以下步骤:S5.1 模型交叉验证,在模型中选择训练数据、验证数据和测试数据的百分比,再根据模型训练结果的好坏对百分比进行调节;
S5.2 调整模型结构,根据以往使用神经网络经验值对神经网络神经元个数进行设置;
S5.3进行神经网络训练,获得训练结果判断是否满足要求,使模型满足误差在置信区间的要求。
2.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于:S2步骤中,使用拉丁超立方抽样得到1000组参数构成参数取值序列。
3.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于:S3步骤中,可通过matlab调用SWMM计算引擎驱动模拟,得出模拟结果。
4.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于:S4步骤中,使用python程序提取出模拟结果后组成矩阵形式1000×239作为输入变量a,S2中的参数取值序列组成矩阵形式1000×8作为目标变量b。
5.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于:S5.2步骤中,设置神经网络神经元个数为10个。
6.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于:S5.3步骤中,判断原则是,回归系数R值大于0.95,表示满足要求,如果结果不符合预期,继续调整训练数据、验证数据、测试数据和隐藏神经元个数等参数再进行训练,最终得到满足要求的结果,使模型满足误差在置信区间的要求。
7.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于,上述S6步骤上,得到自动率定参数后,将参数带入已建模型,运行得到模拟结果和实测水深进行对比验证,采用Nash‑Sutcliffe效率系数作为参数率定结果的评判标准,最终NASH‑SUTCLIFFE效率系数大于预设值判定率定成功。
8.根据权利要求7所述的基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,其特征在于,NASH‑SUTCLIFFE效率系数的预设值为0.85。