一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法与流程

本发明涉及灾害预警模型的构建方法，具体涉及一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法。

背景技术：

1、

2、目前常用的冷源致灾物报警预警模型为基于bp(back propagat ion)神经网络、限制玻尔兹曼机(rbm)等深度学习算法，通过数据整合和提取能力从多维的影响因素中找出主导特征因子，同时综合多个因子之间的耦合作用，将关联度较大的单因子指数综合起来形成一个综合指数，从而实现致灾物爆发预测。

3、虽然目前常用致灾物报警预警模型能够实现多源数据的输入与存储、数据的学习分析以及预测值的输出，但仍然存在诸多的不足，主要表现在以下几个方面：

4、(1)冷源致灾物预警准确性低；

5、(2)针对典型致灾物的报警预警模型仍有较大提升空间；

6、(3)现有致灾物报警预警模型中对生物模型融合的不够深入，造成模型预测结果偏差较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，提高模型预测的准确性和灵敏度。

2、本发明的技术方案如下：一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，包括：

3、建立基于风场下的潮流场及致灾物预测模型，并选定代表性生物；

4、融合集群爆发模型，进行堵塞物轨迹模拟，预测堵塞物的运动轨迹和数量；

5、根据取水口一定范围内的即时堵塞物位置，通过致灾物运动轨迹模型，并融合集群爆发模型，判断堵塞物到取水口的警戒区及其数量。

6、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，所述致灾物预测模型以水文动力模型为基础，融合集群爆发模型，通过拉格朗日漂移预测堵塞物在海域中的迁移轨迹。

7、更进一步，所述水文动力模型采用二维浅水潮波模型。

8、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，选定的代表性生物为毛虾。

9、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，所述的集群爆发模型包含代表性生物的生长水层、体长、体重、生物量与温度的关系。

10、更进一步，毛虾集群爆发模型中包括如下预测参数及方程：

11、毛虾成熟度的比例

12、其中，l为毛虾个体体长；

13、毛虾平均分布密度m＝0.0858t2-1.5375t+6.8619

14、其中，t为环境当月均值水温；

15、毛虾个体平均体重w＝0.0463×l2.4629

16、其中，l为毛虾个体体长；

17、春季毛虾生物量bm＝-13.34+0.96×tav-4.74×lmin

18、秋季毛虾生物量bm＝-7.77-0.53×tav+0.89×lmin

19、其中，tav为平均气温值，lmin为毛虾优势体长最小值。

20、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，所述二维浅水潮波模型中潮位表达式如下：

21、

22、其中，e为潮位，e0为潮位初始值，gi、hi分别为分潮i的调和常数，σi为分潮的角速率，v0i为分潮格林威治天文初相角，ui、fi为分潮的交点订正角和交点因子，模型基面统一到平均海平面；

23、在潮位表达式中，代入每个分潮与实测资料同步的交点因子fi和格林威治天文相角v0i+ui，预报出与实测资料同步的各开边界控制点的潮位曲线作为潮流场开边界条件；

24、模型外海开边界水位由全球潮波模型otps所得潮位插值至对应位置得到，某海域径流边界按年平均流量35m3/s模拟。

25、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，通过拉格朗日漂移预测堵塞物在海域中的迁移轨迹方法如下：

26、堵塞物由时刻n至时刻n+1的运动轨迹为一流线，设x(t)为n时刻质点所在位置，x(t+δt)为n+1时刻质点所在位置，则：

27、

28、为质点在t时刻速度，对上式积分可得：

29、

30、通过积分求得任意时长的堵塞物迁移轨迹曲线。

31、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，将核电厂取水口外扩一定范围(约1200×400m)，若海上致灾物经过若干小时后到达所述范围内，则当前致灾物的位置即视为需要警戒的点。

32、进一步，如上所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其中，所述的致灾物运动轨迹模型选取不同风况和不同潮时的组合作为典型情景进行模拟，根据风况和起始潮时模拟海域中网格点6～72小时的致灾物运动轨迹，记录最终到达取水口外扩范围的网格点位置和小时数，据此做成包络图，标识6～72小时内到达取水口的警戒范围。

33、本发明的有益效果如下：

34、1、本发明将环境数据与生物生长爆发相结合为估算生物爆发的数量提供重要依据。

35、2、本发明通过水文动力模型的正反演技术，可预测堵塞物到取水口6-72小时警戒区以及其数量，扩大了致灾物预测的时间及空间跨度。

36、3、本发明通过水文动力模型与生物爆发模型的融合，为致灾生物数量的估算提供支撑。

技术特征：

1.一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，所述致灾物预测模型以水文动力模型为基础，融合集群爆发模型，通过拉格朗日漂移预测堵塞物在海域中的迁移轨迹。

3.如权利要求2所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，所述水文动力模型采用二维浅水潮波模型。

4.如权利要求1所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，选定的代表性生物为毛虾。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，所述的集群爆发模型包含代表性生物的生长水层、体长、体重、生物量与温度的关系。

6.如权利要求5所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，毛虾集群爆发模型中包括如下预测参数及方程：

7.如权利要求3所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，所述二维浅水潮波模型中潮位表达式如下：

8.如权利要求2所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，通过拉格朗日漂移预测堵塞物在海域中的迁移轨迹方法如下：

9.如权利要求1所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，将核电厂取水口外扩一定范围，若海上致灾物经过若干小时后到达所述范围内，则当前致灾物的位置即视为需要警戒的点。

10.如权利要求9所述的滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，其特征在于，所述的致灾物运动轨迹模型选取不同风况和不同潮时的组合作为典型情景进行模拟，根据风况和起始潮时模拟海域中网格点6～72小时的致灾物运动轨迹，记录最终到达取水口外扩范围的网格点位置和小时数，据此做成包络图，标识6～72小时内到达取水口的警戒范围。

技术总结
本发明涉及一种滨海核电站冷源致灾物报警预警模型的构建方法，包括：建立基于风场下的潮流场及致灾物预测模型，并选定代表性生物；融合集群爆发模型，进行堵塞物轨迹模拟，预测堵塞物的运动轨迹和数量；根据取水口一定范围内的即时堵塞物位置，通过致灾物运动轨迹模型，并融合集群爆发模型，判断堵塞物到取水口的警戒区及其数量。本发明将环境数据与生物生长爆发相结合为估算生物爆发的数量提供重要依据，提高模型预测准确性和灵敏度，通过水文动力模型的正反演技术，可预测堵塞物到取水口6‑72小时警戒区以及其数量，扩大了致灾物预测的时间及空间跨度，通过水文动力模型与生物爆发模型的融合，为致灾生物数量的估算提供支撑。

技术研发人员：张荣勇,白玮,李京,张文杰,杨若冰,杨嘉,陈鸿毅,李奇,李娜,智一凡
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12