水资源

基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测模型

  • 王雪 , 1 ,
  • 陈金凤 2
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  • 1 长江水利委员会河湖保护与建设运行安全中心河湖保护中心, 武汉 430010
  • 2 长江水利委员会水文局 长江水文技术研究中心, 武汉 430010

王 雪(1985-),女,湖北武汉人,高级工程师,硕士,主要从事水文水资源方面的研究。E-mail:

Copy editor: 刘运飞

收稿日期: 2025-03-13

  修回日期: 2025-07-20

  网络出版日期: 2025-08-26

H-ADCP-Based Online Discharge Monitoring Model Using Feature Adaptive Optimization

  • WANG Xue , 1 ,
  • CHEN Jin-feng 2
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  • 1 River and Lake Protection Division, River and Lake Protection and Construction Safety Operation Center of the Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010, China
  • 2 Changjiang Hydrological Technology Research Center, Bureau of Hydrology of Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010, China

Received date: 2025-03-13

  Revised date: 2025-07-20

  Online published: 2025-08-26

摘要

针对H-ADCP流量在线监测存在的特征流速选择困难、计算复杂度大及流量成果精度不高等难点,综合考虑特征数据降维、神经网络、支持向量机以及粒子群算法等人工智能算法,构建了基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测模型,即FAO(Feature Adaptive Optimization)模型。选择受潮汐影响、水位流量关系复杂的罗湖水文站为研究对象,采用2019年和2023年实测流量资料,从各种算法的优缺点、降维数据的适用性以及模型稳定性等多个方面分析了FAO模型的适用性。结果表明:FAO模型具有较好的自学习能力,实测流量样本较少时,具有较好的流速特征学习能力和流量预测精度,检验期流量预测样本的均方根误差RMSE为6.06 m3/s、决定系数R2达到了0.93。提出的研究方法和模型可为流量在线监测研究提供新的研究思路和方法。

本文引用格式

王雪 , 陈金凤 . 基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测模型[J]. 长江科学院院报, 2025 , 42(11) : 42 -49 . DOI: 10.11988/ckyyb.20250206

Abstract

[Objective] To address the challenges faced by Horizontal Acoustic Doppler Current Profilers (H-ADCP) in online discharge monitoring applications—specifically, the difficulty in selecting index velocity (feature cells), the insufficient non-linear expressiveness of traditional calibration models, and the poor generalization ability and high computational complexity of existing machine learning models under complex hydrodynamic conditions such as tides and engineering regulations—this paper aims to develop a new H-ADCP online discharge monitoring model that can automatically optimize velocity features, integrate the advantages of multiple algorithms, and improve model accuracy. This model is designed to address the complex non-linear mapping problem between high-dimensional velocity data and cross-sectional discharge, thereby enhancing the accuracy, stability, and automation of discharge monitoring. [Methods] A Feature Adaptive Optimization (FAO) model for H-ADCP online discharge monitoring was developed. The technical framework of this model comprised three core components: (1) feature dimensionality reduction: Principal Component Analysis (PCA) was applied to conduct initial dimensionality reduction on the high-dimensional velocity data from up to 128 cells generated by the H-ADCP, reducing subsequent computational complexity while preserving the main velocity distribution characteristics. (2) Multi-model parallel mapping: five machine learning models—Backpropagation (BP) Neural Network, Elman Neural Network, Radial Basis Function (RBF) Network, Generalized Regression Neural Network (GRNN), and Support Vector Machine (SVM)—were constructed in parallel to establish the non-linear mapping relationship between the dimension-reduced feature velocities and the measured cross-sectional discharge. (3) Global optimization and adaptive selection: the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm was utilized as a global optimization engine, with the Root Mean Square Error (RMSE) as the fitness function, to search within the feature subspace and model space through iterative optimization and adaptively determine the optimal combination of velocity cells, the best machine learning model, and its corresponding parameters. To validate the model’s performance, the Luohu Hydrological Station, which is affected by both tides and backwater effects from confluence and has a complex hydrological regime, was selected as the study area. The model was calibrated and verified using measured H-ADCP velocity data and comparative discharge data from a moving-boat ADCP for the years 2019 and 2023. [Results] (1) The FAO model demonstrated superior performance: during the 2019 model verification period, the discharge predictions of the FAO model showed a high degree of agreement with the measured values, with a RMSE of 6.06 m3/s and a Coefficient of Determination (R2) reaching 0.93. This was significantly better than the traditional linear regression model and any single machine learning model. In simulating extreme discharges such as flood peaks, the FAO model also demonstrated a greater ability to capture them, with an annual maximum discharge error of 1.56%. (2) The feature optimization was effective: the model successfully and automatically selected an optimal combination of 11 feature cells ({5,9,12,15,17,19,21,24,26,28,35}) from 40 velocity measurement cells, eliminating invalid data affected by riverbanks and blind zones. The distribution pattern of the selected cells was highly consistent with hydraulic characteristics, demonstrating the physical interpretability of the model’s feature selection. (3) The model showed strong stability: when validated with data from the entire year of 2023, the FAO model performed stably, with an RMSE of 6.02 m3/s and an R2 of 0.91, and effectively fitted the entire annual discharge process, especially for maximum and minimum values. [Conclusion] The proposed FAO model, by organically integrating PCA, multiple machine learning algorithms, and the PSO optimization algorithm, successfully addresses the key technical challenges in H-ADCP online discharge monitoring. The model exhibits powerful self-learning and self-adaptive capabilities, enabling it to automatically find the optimal velocity features and computational model based on data samples, while ensuring computational accuracy and significantly reducing data processing complexity. The application case under complex hydrological conditions demonstrates that the FAO model has high accuracy, good stability, and strong adaptability, providing an efficient and intelligent solution for H-ADCP online discharge monitoring.

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

0 引言

近年来,随着长江保护法、最严格水资源管理制度、河湖长制等法律和制度的颁布,以及国家水网、“十四五”水安全保障规划等国家战略的实施,对水文监测要素的时效性和精度均提出了更高的要求。流量是最为复杂和重要的水文监测要素之一,传统的流量监测多采用流速仪法,不但工作量大且无法实时监测[1-2]。随着传感器技术的发展,各种基于声学、光学、电磁学方法的传感器相继出现,应用最为广泛的是基于水平式声学多普勒流速剖面仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)的流量在线监测方式。
H-ADCP通过向所在水层发射声波信号,解析颗粒物反射信号的强度特征,反演水流相对于仪器传感器的水层速度作为指标流速,并构建该指标流速与断面平均流速间的转换关系,结合由实测水位推算的过水断面面积推求流量[3]。然而该技术在实际应用中面临诸多挑战:首先,受水利工程调控、潮汐作用及断面冲淤变化等复杂水动力条件影响[4],指标流速与断面流量的映射关系呈现显著非线性特征,导致指标流速选择困难;其次,现行主流流量反演方法主要通过构建指标流速与断面平均流速的回归模型(即率定曲线法)推算流量[5-9],该方法受限于断面形态特征与流速分布的规律性要求,基于简单回归模型的流量反演精度往往不高;再者,虽然小波分析、BP神经网络等机器学习方法[10-11]已在流速-流量关系建模中取得初步进展[12-15],但此类方法无法实现最优单元格的输出,且预测结果波动性较大,也不能随样本增加或测验断面变化自动调参,难以大范围推广应用。近年来,随着人工智能、机器学习、深度学习以及大数据挖掘等技术和算法的迅猛发展,继“观察实验”“理论分析”“计算模拟”之后,“大数据驱动科学发现”已成为科学研究的第四范式。如何通过智能算法和数据分析,更好地识别和提取H-ADCP单元格流速与断面流量间的非线性特征,从而提高流量反演模型的计算精度和适用性,是H-ADCP流量在线监测亟待解决的核心问题。
本文综合考虑特征数据降维、神经网络、支持向量机以及粒子群算法等,构建了基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测模型,从各种算法的优缺点、降维数据的适用性以及模型稳定性等多个方面分析了该模型的适用性,提出的研究方法和模型可为流量的在线监测研究提供新的思路和方法。

1 模型构建与评价

1.1 常用算法的优缺点

随着人工智能、机器学习、深度学习等算法的提出[16-18],选择合适的流量计算模型和算法,是影响H-ADCP流量在线监测精度的关键。流量在线监测模型一般包括原始流速数据的处理及其与断面流量映射关系的构建2大部分,原始流速数据处理最为重要的是数据降维,映射关系构建方面主要有传统的回归方程和新兴的机器学习方法。本文将水文测验中最为常用的线性回归(Linear Regression,LR)、多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、后向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BP)、埃尔曼神经网络(Elman Neural Network,Elman)、径向基神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBF)、广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)等算法[19-22]及其优缺点进行总结提炼,其对比情况见表1
表1 常用算法及其优缺点对比

Table 1 Comparison of common algorithms and their advantages and disadvantages

名称 简称 用途 优点 缺点
线性回归 LR 数据
拟合
结构简单,计算复杂度较低 应用场景有限,无法解决非线性问题
多元线性
回归
MLR 可以考虑多个特征变量,模型结构简单,建模速度快 回归因子的选择具有不确定性,且对结果影响较大
后向传
播神经
网络
BP 数据
分类
及拟合
具有实现任何复杂非线性映射的功能,具有一定的自学习能力 学习速度较慢,容易陷入局部极值,预测结果具有较大的不确定性
埃尔曼
神经
网络
Elman 动态反馈型网络,在计算能力及网络稳定性方面优于BP神经网络 训练速度慢;容易陷入局部极小点,预测结果具有一定的不确定性
径向基
神经
网络
RBF 逼近能力和学习速度均优于BP神经网络,结构简单、学习收敛速度快 计算复杂度较高,基函数选择具有经验性
广义回
归神经
网络
GRNN 具有很强的非线性映射能力和学习速度,样本较小时也具有自稳定性 由于全部样本参与每次计算,故计算复杂度和空间复杂度均较高
支持
向量机
SVM 小样本训练集上逼近能力和稳定性优势明显,具有优秀的泛化能力 基函数的选择需要一定的经验性
表1可知,不同类型的算法均有各自的优缺点和适用条件。本文主要探讨基于H-ADCP单层多单元格流速监测数据推求全断面流量的方法,该测流方式存在原始监测数据量大、指标流速难以选取等困难,因此在用主元分析(Principal Component Analysis,PCA)方法进行数据降维的基础上,充分利用BP、Elman、RBF、GRNN、SVM等机器学习方法的优点,并行构建流速-流量映射关系,并通过粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)方法实现各并行计算结果的全局优化,最终通过与传统LR和MLR方法的对比验证所述模型的适用性。

1.2 特征自适应优选模型

本文提出的基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测FAO(Feature Adaptive Optimization)模型 (见图1),主要包括数据预处理、特征降维、特征自适应优选、模型输出等部分,具体计算流程如下:
图1 FAO模型计算流程

Fig.1 Calculation flowchart of the FAO model

(1)数据预处理。主要实现数据的输入及模型参数的初始化。数据输入包括水文站测验断面数据、人工比测数据、H-ADCP单元格流速数据,并对数据进行异常值筛除、模型输入格式整理、数据归一化处理等数据预处理操作。
(2)特征降维。模型计算所需输入数据可分为静态数据和动态数据2大类,静态数据主要为大断面数据和模型初始化数据;动态数据包括128个测速单元格数据、水位数据、湿周等水力学参数等。模型单次计算的特征维度最多超过130个,为兼顾计算精度和效率,选择PCA法进行特征降维。
(3)特征自适应优选。此部分是整个模型的核心,主要完成输入样本数据特征的学习和融合,外部循环通过PSO算法[15]实现全局寻优,内部则通过多模型竞争匹配实现。具体执行过程如下:
① 为降低数据复杂度,先选择样本N/2个维度(对应N个H-ADCP单元格),如果该维度数Npre小于模型数量Nmodels,则设为Nmodels;同时,为降低计算复杂度,将PSO初始种群随机分为5份,每份对应BP、Elman、RBF、GRNN、SVM这5种模型的一种。
② 将模型计算值与实测值样本的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)作为寻优的适应度函数,通过不同种群间适应度的比较,记录本次迭代不同模型最优指标集RMSEm,最优特征维数集Nm,及相应参数集Pm
③ 从RMSEm中选择适应度最小的,替换全局最优适应度值RMSEbest,并记录其对应的最优特征维数、计算模型及模型参数。
④ 对比RMSEbest是否达到设定的期望值,该值可设定为测站要求的流量测验精度值。同时判断模型的迭代次数是否达到最大值。
⑤ 如果未能达到精度要求且也未达到最大迭代次数,则按[1/2,1/4, …, 1/N]的方式,逐步扩大特征维数选择下限1/n,则返回步骤①,开始下次迭代计算。否则,执行下步模型输出操作。
⑥ 通过上述步骤的迭代寻优,输出最优模型及相应的模型参数,并给出最终预测值,结束循环迭代。
(4)模型参数更新和输出。在下次模型更新前,所有输入样本的计算均采用本次优选模型计算。随着监测数据和样本的不断增加,当数据达到一定规模时(需根据采样间隔和测站特性灵活设定),特别是当极值样本出现时,则需重新返回步骤①,重新率定和更新模型。

1.3 模型评价方法

采用应用最为广泛的决定系数R2和均方根误差RMSE作为模型评价方法,计算公式如下:
(1)决定系数R2
${R}^{2}=1-\frac{\sum _{t=1}^{T}\left[Q\right(t)-\stackrel{\wedge }{Q}{\left(t\right)]}^{2}}{\sum _{t=1}^{T}[Q{\left(t\right)-\stackrel{-}{Q}]}^{2}} 。$
(2)均方根误差RMSE
$RMSE=\sqrt{\frac{\sum _{t=1}^{T}\left[Q\right(t)-\stackrel{\wedge }{Q}{\left(t\right)]}^{2}}{T}}  。$
式中:Q(t)为时刻t的实测断面流量; $\stackrel{-}{Q}$为评价时期内Q(t)的均值; $\stackrel{\wedge }{Q}\left(t\right)$为由模型计算得到的断面流量;T为总时刻数。

2 分析与讨论

2.1 研究区域及数据

选择深圳河中游的罗湖水文站作为模型验证站(图2),该站位于深圳河中游,深圳河和香港境内的梧桐河汇口上游200 m处,距离深圳河河口约10 km。测验断面为渠化断面,水面最宽处约40 m,由于该站同时受潮汐和汇口顶托双重影响,水位-流量关系散乱,且流向顺逆不定,流量日内正负变化频繁。该站流量在线监测设备选用TRDI公司的600 kHz Channel Master型水平声学多普勒流速剖面仪,采用固定河道侧面安装方式。H-ADCP采样间隔为10 min,单元格数量为40(图2中站点左岸至右岸依次为1#—40#测速单元格),单元格大小为1 m。人工流量比测采用走航式ADCP开展。
图2 罗湖水文站位置及测验河段

Fig.2 Location of Luohu Hydrological Station and surveyed river reach

选择该站2019年1—8月实测断面流量序列(共158测次)及同时期H-ADCP水平流速序列作为研究样本,见图3。将1—5月前10个测量过程的100个测次作为模型率定样本,后5个测量过程共58个样本作为验证样本。FAO模型的输入数据为H-ADCP40个单元格流速、测时水位、湿周等水力学参数等,其中单元格流速为动态输入参数用于特征流速优化,而测时水位、湿周等水力学参数仅参与流量的计算;PCA算法的贡献率取98%、特征维数取3;PSO算法的种群规模取158、最大迭代次数取1 000、交叉概率取0.5、变异概率取0.1、寻优目标为RMSE最小;SVM算法取Sigmoid作为核函数;BP神经网络算法采用3层隐藏层结构;GRNN神经网络算法模式层与各神经元的连接权值均为1;RBF神经网络算法的径向基单元转换函数选取高斯函数;Elman神经网络算法隐藏层为8个神经元。将上述参数代入FAO模型(见式(3)和式(4))计算实时流量。
$Q\left(t\right)=Mi{n}_{RSME}\left[{F}_{BP}\right(t),{F}_{Elman}(t),{F}_{RBF}(t),   {F}_{GRNN}(t),{F}_{SVM}(t\left)\right] 。$
式中:MinRSME为PSO算法迭代寻优的目标函数;FBP(t)为时刻t寻优过程中采用的BP神经网络模型(其他模型同理)。
图3 FAO模型率定和验证样本集组成

Fig.3 Calibration and validation sample sets for FAO model

$\left[{F}_{BP}\right(t),{F}_{Elman}(t),{F}_{RBF}(t),{F}_{GRNN}(t),{F}_{SVM}(t\left)\right]={f}_{BP,Elman,RBF,GRNN,SVM}({V}_{1,t},\dots,{V}_{i,t},\dots,{V}_{G,t})。$
式中:fBP,Elman,RBF,GRNN,SVM(·)为时刻tFAO模型的函数集(含上式所有模型);Vi,t为时刻t的第i个网格流速;G为参与模型计算的流速网格总数。

2.2 FAO模型结果分析

将FAO模型的计算结果及其与传统回归模型(LR、MLR、MLR-20)、单一机器学习算法(PCA-MLR、BP、Elman、RBF、GRNN、SVM)计算结果的对比情况列于表2。其中,MLR-20是指具有20个特征单元格输入的MLR;PCA-MLR是指将原始数据进行PCA降维后作为MLR的输入。从表2可以看出,较其他模型,FAO模型较好解决了数据复杂度和模拟精度间不均衡的问题。数据复杂度方面,FAO模型不但可以将特征单元格数量由40个减小到11个,而且还能给出最优的单元格组合。经模型率定和单元格流速特征识别,罗湖站H-ADCP单元格流速的最优组合为{5,9,12,15,17,19,21,24,26,28,35}。由该组合可知,前5和后5个单元格均未被选中,主要因为该部分单元格流速数据受仪器盲区、岸边水流紊乱等影响,其关系紊乱且可用性均不强,而中间单元格数据因具有较好的相关性,可近似等间距提取组成最终的特征序列,这也与仪器特性和流速的分布特性具有高度一致性。在模拟精度方面,FAO模型效果最好,RMSE值为6.06 m3/s、R2达到了0.93,也是所有模型中唯一超过0.9的。
表2 不同模型预测结果对比

Table 2 Comparison of prediction results among different models

模型
名称
参与计算的
单元格数
参与计算的
单元格编号
RMSE/
(m3·s-1)
R2
LR 40 全部 13.99 0.68
MLR 40 全部 10.50 0.76
MLR-20 20 {10~29} 10.22 0.78
PCA-MLR 40 降维后的3维特征 10.09 0.79
BP 40 全部 14.44 0.64
Elman 40 全部 9.68 0.82
RBF 40 全部 11.16 0.77
GRNN 40 全部 10.09 0.83
SVM 40 全部 8.63 0.86
FAO 11 {5,9,12,15,17,19,
21,24,26,28,35}
6.06 0.93
对比图4图5可知,FAO模型无论是过程拟合度还是相对误差,均具有较好的表现效果,且在对极大值模拟方面,也是与实测极值点(84.7 m3/s)差距最小的模型,可将其他模型的极大值模拟结果由46.48 m3/s提高到56.97 m3/s。
图4 FAO模型预测值与实测值对比

Fig.4 Comparison between predicted and measured values of FAO model

图5 典型模型预测结果对比

Fig.5 Comparison of predicted results among typical models

2.3 讨论

2.3.1 不同算法的稳定性

表1可知,SVM、BP、GRNN、RBF、Elman以及MLR等算法在数据预测方面均具有各自的优缺点。为了验证各模型用于H-ADCP流量在线监测的可用性,将其生成的40个单元格流速数据作为输入,率定期58个样本用于训练模型,将各模型计算结果列于图6。由图6可看出,6种模型中SVM模型的预测效果最好,RMSE为8.63 m3/s、R2达到0.86;BP神经网络模型的预测效果最差,RMSE为14.44 m3/s、R2仅为0.64。对比拟合过程,整体而言各模型对流量过程的模拟,均具有较好的预测效果。但对于2019年7月3日11时出现的流量最大值84.7 m3/s,各模型预测误差均较大,其原因主要有:①对能反映极值的特征提取不够充分;②训练样本中缺乏极值数据和相应特征;③训练样本有限,样本代表性有待增加。
图6 不同算法预测与实测流量过程对比

Fig.6 Comparison between predicted discharges using different algorithms and measured flow process

2.3.2 FAO模型的适用性

为进一步验证FAO模型的稳定性和可靠性,选择2023年全年日均流量过程进行对比验证(见图7),同时对比分析了FAO模型中有无PCA算法和特征自适应优选2种模式对模型精度的影响(见表3)。由图7可以看出,FAO模型计算值与实测流量过程拟合度较好,RMSE为6.02 m3/s、决定系数R2达到了0.91。此外,在极大值和极小值模拟方面表现也较好,全年最大流量出现在7月19日,最大流量为29.08 m3/s,模型计算流量为28.54 m3/s;全年最小流量出现在9月25日,最小流量为-5.65 m3/s,模型计算流量为-6.57 m3/s。
图7 2023年FAO模型计算值与实测流量过程对比

Fig.7 Comparison of FAO model calculated values and measured flow process in 2023

表3 不同计算模式测流精度对比

Table 3 Comparison of FAO model’s accuracy with different calculation modes

模型
名称
FAO
计算模式
计算方法 输入变量 RMSE/
(m3·s-1)
R2
LR 传统方法 线性
回归法
所有网格
流速均值
18.21 0.57
MLR 传统方法 多元线性
回归法
主流附近
20个网格
流速
16.34 0.65
PCA 无特征自
适应优选
PCA特征降
维回归法
降维后的
3个特征
12.53 0.71
SVM 无PCA
算法
单一机器
学习算法
所有网格
流速
9.16 0.82
FAO 全模式 本文算法 优选的11个
网格流速
6.02 0.91
表3结果表明,受潮汐往复流影响,某一水层或多个单元格流速与断面平均流速的线性关系较差,致使传统的线性回归和多元线性回归方法计算精度较差,RMSE均>15.00 m3/s,R2也均<0.70。无特征自适应优选模式下,仅采用PCA特征降维法,虽能体现水层的整体流速分布特征,RMSE和R2较传统模型也有所提高,但此降维特征仍无法全面反映监测断面流速的时空变化。无PCA算法模式下,仅以前文分析中精度最好的SVM算法为例,SVM算法和FAO模型最大的优势是通过模型参数的率定,可以深入分析和挖掘历史流速和流量数据,其所表现出的已非传统的线性关系,而是融合河流特性、历史规律、流速分布等因素形成的复杂非线性映射,因此整体计算精度较传统模型有了较大幅度提升,RMSE降低至10.00 m3/s以下,R2也均>0.80。本文提出的FAO算法,克服了SVM算法因算法局限和河流特性差异容易陷入局部最优解的缺点,将其RMSE由9.16 m3/s减小到6.02,R2也由0.82提高到0.91,因此该方法具有较好的自适应性和推广应用前景。

3 结论

本文针对H-ADCP流量在线监测存在的特征流速选择困难、计算复杂度大及流量成果精度差等难点,构建了基于特征自适应优选的H-ADCP流量在线监测模型,并以罗湖站实测流量序列为比测对象,对模型进行了验证和讨论,主要结论如下:
(1)FAO模型可以根据样本的变化,充分发挥自学习能力,能以全局最优提取最优的流速特征组合,在减小计算复杂度的同时保证了模型的计算精度。罗湖水文站2019年和2023年应用结果表明,2019年检验期流量预测样本的RMSE为6.06 m3/s,R2达到了0.93;2023年实测流量过程和峰值均具有较好的拟合度。
(2)FAO模型不但模拟精度较高,还能给出最优的特征组合,验证站罗湖水文站H-ADCP单元格流速的最优组合为{5,9,12,15,17,19,21,24,26,28,35},该组合与仪器特性和流速的分布特性具有高度一致性。
(3)FAO模型可以根据测验河段的特性和H-ADCP不同输出格式,自适应选择模型和调整参数,因此具有较好的推广应用价值。
由于罗湖水文站H-ADCP传感器输出的是特定水层横向流速单元格数据,其监测位置固定、流速特征相对单一,FAO模型对多层流速传感器、表层二维流场等应用环境的适用性仍需后续进一步应用验证。
[1]
李世镇, 林传真. 水文测验学[M]. 北京: 水利电力出版社, 1993.

(LI Shi-zhen, LIN Chuan-zhen. Hydrological Testing[M]. Beijing: China Water & Power Press, 1993. (in Chinese))

[2]
黄振平. 水文统计学[M]. 南京: 河海大学出版社, 2003.

(HUANG Zhen-ping. Hydrologic Statistics[M]. Nanjing: Hohai University Press, 2003. (in Chinese))

[3]
SASSI M G, HOITINK A J F, VERMEULEN B, et al. Discharge Estimation from H-ADCP Measurements in a Tidal River Subject to Sidewall Effects and a Mobile Bed[J]. Water Resources Research, 2011, 47(6):2010WR009972.

[4]
BORELLA D R, PAULISTA R S D, ALVES M A B, et al. Flow Measurement Methods in Small Tributaries of the Teles Pires River, Southern of the Amazon Hydrological Region[J]. Water, 2023, 15(21): 3811.

DOI

[5]
杜兴强, 沈健, 樊铭哲. H-ADCP流量在线监测方案在高坝洲的应用与改进[J]. 水文, 2018, 38(6): 81-83.

(DU Xing-qiang, SHEN Jian, FAN Ming-zhe. Application and Improvement of H-ADCP Online Monitoring Program at Gaobazhou Station[J]. Journal of China Hydrology, 2018, 38(6): 81-83. (in Chinese))

[6]
陈金浩, 黄士稳, 吕耀光. 定点式声学多普勒流速仪的应用难点与误差分析[J]. 水文, 2016, 36(5):69-73.

(CHEN Jin-hao, HUANG Shi-wen, Yao-guang. Difficulties and Error Analysis in Application of H-ADCP[J]. Journal of China Hydrology, 2016, 36(5):69-73. (in Chinese))

[7]
GONÇALVES G M S, BARTELS G K, LIMA L S, et al. Continuous Discharge Monitoring of the Mirim-São Gonçalo System by the Index Velocity Rating Curve Method[J]. Journal of Hydroinformatics, 2023, 25(1): 20-35.

DOI

[8]
王发君, 黄河宁. H-ADCP流量在线监测指标流速法定线软件“定线通”线介绍与应用[J]. 水文, 2007, 27(4): 63-65, 44.

(WANG Fa-jun, HUANG He-ning. An Index-velocity Rating Creation Program for H-ADCP Online Discharge Monitoring[J]. Journal of China Hydrology, 2007, 27(4): 63-65, 44. (in Chinese))

[9]
VOUGIOUKAS S, PAPAMICHAIL D, GEORGIOU P, et al. River Discharge Monitoring Using a Vertically Moving Side-looking Acoustic Doppler Profiler[J]. Computers & Electronics in Agriculture, 2011, 79(2):137-141.

[10]
李红亚, 彭昱忠, 邓楚燕, 等. GA与PSO的混合研究综述[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(2): 20-28, 39.

DOI

(LI Hong-ya, PENG Yu-zhong, DENG Chu-yan, et al. Review of Hybrids of GA and PSO[J]. Computer Engineering and Applications, 2018, 54(2): 20-28, 39. (in Chinese))

DOI

[11]
徐梁, 吴志勇, 唐运忆, 等. 水文站断面平均流速AI计算模型研究[J]. 水文, 2022, 42(6): 19-24.

(XU Liang, WU Zhi-yong, TANG Yun-yi, et al. Research on AI Calculation Model of Section Average Velocity of Hydrological Station[J]. Journal of China Hydrology, 2022, 42(6): 19-24. (in Chinese))

[12]
梅军亚, 陈静, 香天元. 侧扫雷达测流系统在水文信息监测中的比测研究及误差分析[J]. 水文, 2020, 40(5): 54-60.

(MEI Jun-ya, CHEN Jing, XIANG Tian-yuan. Intercomparison and Error Analysis of Side Scan Radar Discharge Measurement System on Hydrological Information Collection[J]. Journal of China Hydrology, 2020, 40(5): 54-60. (in Chinese))

[13]
胡尊乐, 仲兆林, 郭红丽, 等. 定点式H-ADCP自动监测数据的处理[J]. 水文, 2020, 40(6): 46-50.

(HU Zun-le, ZHONG Zhao-lin, GUO Hong-li, et al. Processing of Automatic Monitoring Data of H-ADCP[J]. Journal of China Hydrology, 2020, 40(6): 46-50. (in Chinese))

[14]
胡余忠, 顾李华, 舒雷, 等. 流量监测软在线架构与实践[J]. 水文, 2021, 41(1): 61-65.

(HU Yu-zhong, GU Li-hua, SHU Lei, et al. Framework and Application of Online Discharge Measurement[J]. Journal of China Hydrology, 2021, 41(1): 61-65. (in Chinese))

[15]
韦立新, 蒋建平, 曹贯中. 基于ADCP实时指标流速的感潮段断面流量计算[J]. 人民长江, 2016, 47(1): 27-30.

(WEI Li-xin, JIANG Jian-ping, CAO Guan-zhong. Study on Sectional Flow Calculation in Tidal Reach by ADCP Real-time Index Velocity[J]. Yangtze River, 2016, 47(1): 27-30. (in Chinese))

[16]
胡越, 罗东阳, 花奎, 等. 关于深度学习的综述与讨论[J]. 智能系统学报, 2019, 14(1): 1-19.

(HU Yue, LUO Dong-yang, HUA Kui, et al. Overview on Deep Learning[J]. CAAI Transactions on Intelligent Systems, 2019, 14(1): 1-19. (in Chinese))

[17]
马世龙, 乌尼日其其格, 李小平. 大数据与深度学习综述[J]. 智能系统学报, 2016, 11(6):728-742.

(MA Shi-long, WU Niriqiqige, LI Xiao-ping. Deep Learning with Big Data: State of the Art and Development[J]. CAAI Transactions on Intelligent Systems, 2016, 11(6): 728-742. (in Chinese))

[18]
陈凯, 朱钰. 机器学习及其相关算法综述[J]. 统计与信息论坛, 2007, 22(5): 105-112.

(CHEN Kai, ZHU Yu. A Summary of Machine Learning and Related Algorithms[J]. Statistics & Information Forum, 2007, 22(5): 105-112. (in Chinese))

[19]
赵蔷. 主成分分析方法综述[J]. 软件工程, 2016, 19(6):1-3.

(ZHAO Qiang. A Review of Principal Component Analysis[J]. Software Engineering, 2016, 19(6): 1-3. (in Chinese))

[20]
黄磊. 粒子群优化算法综述[J]. 机械工程与自动化, 2010(5): 197-199.

(HUANG Lei. Overview of Particle Swarm Optimization[J]. Mechanical Engineering & Automation, 2010(5): 197-199. (in Chinese))

[21]
刘荣. 基于Elman神经网络的短期负荷预测[D]. 杭州: 浙江大学, 2013.

(LIU Rong. Short-term Load Forecasting Based on Elman Neural Network[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2013.(in Chinese ) )

[22]
李忠伟. 支持向量机学习算法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2006.

(LI Zhong-wei. Research of Support Vector Machine Learning Algorithms[D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2006. (in Chinese))

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