基于TVF-EMD、GRA和LightGBM的日径流预报模型应用研究

作者：王秀杰; 乔鸿飞; 曾勇红; 田福昌; 张帅

来源：水资源保护, 2022, 1-15.

• 日径流预报
• 轻量级梯度提升机
• TVF-EMD
• 灰色关联度分析

高效准确的径流预报不仅能为水库优化调度提供决策支持，而且对水电系统的经济运行、航运以及防洪等方面具有重大意义。径流过程复杂，具有非线性和非平稳性特点，预报精度一直面临挑战。本文提出基于时变滤波器的经验模态分解（TVF-EMD）、灰色关联度分析（GRA）及轻量级梯度提升机（LightGBM）方法相融合的日径流预报模型。以黄河利津站和珠江高要站实测日径流序列为例，分别建立TVF-EMD-GRA-LightGBM组合模型，并与其他多种单一或组合预报模型的预测结果进行对比分析。结果表明：TVF-EMD-GRA-LightGBM组合模型高效且预测性能最佳，两水文站的NSE分别为0.95和0.97，R分别为0.97和0.98，峰值流量预测误差TPE控制在0.078和0.073之内。TVF-EMD-GRA-LightGBM组合模型具有预测精度高、运行效率快、适用性强等优势，为日径流预报和水资源系统科学调控探索出一条新的途径。

• 单位
  水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学; 建筑工程学院