滑坡-涌浪爬高灾害超越概率评价方法、设备及存储设备

本申请涉及地质灾害防治领域，尤其涉及一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法、设备及存储设备。

背景技术：

1、水电站的建设和运行对周边原有环境造成了显著改变，其中表现最突出的就是诱发或复活了沿岸大量滑坡，随后产生的涌浪灾害，涌浪爬高严重影响到库区居民的生命安全。涌浪爬高预测模型主要有传统模型和流体动力学(cfd)模型。传统模型一般通过模型实验对公式的拟合，无法考虑实际复杂地形的影响。cfd模型在一定程度上能够克服传统模型的这些限制，可以对涌浪的传播距离、爬高高度、传播速度等重要信息进行精细化的分析。

2、以往的涌浪爬高高度正向分析采用确定性分析方法，确定的值输入到cfd模型中进行模拟计算，但实际中滑坡体空间变异性和参数的难获取，使得输入参数本身就存在较大的不确定性，造成了预测结果与实际发生的有较大出入，此外，将滑坡参数量化到滑坡-涌浪预测中，需要大量的数值模拟计算，从而增加了计算成本。如何利用较小的计算成本，将滑坡参数不确定性量化到滑坡-涌浪预测中是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于解决常规的涌浪爬高高度分析方法，计算成本较高，难以将滑坡参数不确定性量化到滑坡-涌浪预测中的技术问题，提供一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法、设备及存储设备。

2、本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、s1：获取目标区域的参数取值范围以及目标区域的初始样本值；

4、s2：构建数值模拟，通过所述数值模拟计算出所述初始样本值的响应值，将所述初始样本值以及所述初始样本值的响应值保存为mat文件并输入至软件中；

5、s3：根据所述目标区域的受灾体的位置，设置极限状态函数以及迭代误差；

6、s4：通过构建rbf元模型以及ihl-rf算法，生成性能函数，所述性能函数用于计算初始超越概率值；

7、s5：根据所述ihl-rf算法生成设计点，通过所述数值模拟计算所述设计点的响应值；

8、s6：将所述设计点的响应值输入至matlab软件中，不断迭代所述rbf元模型，并计算迭代后的超越概率值以及新设计点，直至所述迭代误差达到预设条件，输出所述超越概率值。

9、可选的，步骤s1包括：

10、s11：根据所述目标区域的勘察信息以及所述目标区域的勘察信息的研究信息，确定所述参数取值范围以及所述目标区域的剖面图；

11、s12：根据所述参数取值范围，通过采样生成所述初始样本值；

12、s13：通过cad软件对所述剖面图进行处理，保存为cfd软件可识别的文件。

13、可选的，步骤s3包括：

14、s31：根据所述目标区域中的各个受灾体的位置，确定所述剖面图中的各个所述受灾体位置，计算各个所述受灾体相对水平面的受灾体高度；

15、s32：设置所述各个受灾体对应的所述极限状态函数，如下：

16、g(x)＝hthreshold-h

17、其中，g(x)表示受灾体高度hthreshold减去所述响应值h的函数；

18、s33：判断所述响应值是否超过所述受灾体高度，确定判断结果，如下：

19、当所述g(x)＜0时，所述涌浪爬高大于所述受灾体高度；

20、当所述g(x)＝0时，所述涌浪爬高等于所述受灾体高度；

21、当所述g(x)＞0时，所述滑坡爬高小于所述受灾体高度；

22、s34：根据所述判断结果以及项目实际要求，设置所述迭代误差。

23、可选的，步骤s4包括：

24、s41：通过matlab软件对输入的设计变量x和目标变量y进行标准化，使得数据均值为零，方差为1；

25、s42：通过最小化均方误差的方式以及优化算法，寻找最优的径向基函数参数c，构建所述rbf元模型；

26、s43：采用最小二乘法计算rbf模型的系数，完善所述rbf模型。

27、可选的，步骤s5包括：

28、s51：将所述设计点的响应值输入到cfd模拟中计算，输出计算结果；

29、s52：根据所述计算结果，生成所述设计点对应的响应值。

30、一种存储设备，存储设备存储指令及数据用于实现一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法。

31、一种涌浪爬高灾害超越概率评价设备，包括：处理器及存储设备；处理器加载并执行存储设备中的指令及数据用于实现一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法。

32、本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

33、获取目标区域的参数取值范围以及初始样本值，通过数值模拟计算出初始样本对应的响应值；在将处理成带有初始样本值及其对应响应值信息的mat文件，将mat文件导入到软件中；根据目标区域的受灾体的位置设置极限状态函数以及迭代误差；通过构建rbf元模型以及ihl-rf算法，计算出初始涌浪高度超越受灾体高度的初始超越概率值；再根据ihl-rf算法提供的设计点，重新通过数值模拟计算出设计点所对应的响应值，将设计点及其响应值输入到matlab软件中，重新迭代更新rbf元模型，与ihl-rf算法再次生成极限状态函数，计算出迭代更新后的超越概率值及新的设计点，以此不断迭代更新；最终当迭代误差满足设定的精度要求后，停止迭代，输出滑坡-涌浪爬高超越受灾体高度的超越概率值。将滑坡参数的不确定量化到滑坡-涌浪爬高灾害预测中，降低了计算成本，实现了滑坡-涌浪爬高灾害超越概率快速评价的功能，为进一步研究滑坡-涌浪灾害的预警预报、灾害治理和防治稳定性评价提供了基础。

技术特征：

1.一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，其特征在于方法包括以下步骤：

2.如权利要求1的一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，其特征在于，步骤s1包括：

3.如权利要求2的一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，其特征在于，步骤s3包括：

4.如权利要求1的一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，其特征在于，步骤s4包括：

5.如权利要求1的一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，其特征在于，步骤s5包括：

6.一种存储设备，其特征在于：存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～5的任意一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法。

7.一种涌浪爬高灾害超越概率评价设备，其特征在于：包括：处理器及存储设备；处理器加载并执行存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～5的任意一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法。

技术总结
本申请提供了一种涌浪爬高灾害超越概率评价方法，包括：获取目标区域的参数取值范围以及目标区域的初始样本值，构建数值模拟，通过所述数值模拟计算出所述初始样本值的响应值，将所述初始样本值以及所述初始样本值的响应值保存为mat文件并输入至软件中，根据所述目标区域的受灾体的位置，设置极限状态函数以及迭代误差，通过构建RBF元模型以及iHL‑RF算法，生成性能函数，所述性能函数用于计算初始超越概率值，根据所述iHL‑RF算法生成设计点，通过所述数值模拟计算所述设计点的响应值，将所述设计点的响应值输入至MATLAB软件中，不断迭代所述RBF元模型，并计算迭代后的超越概率值以及新设计点，直至所述迭代误差达到预设条件，输出所述超越概率值。

技术研发人员：李宁杰,胡新丽,郑鸿超,李亚博,刘畅,王剑
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15