采用不同路径推求城市暴雨强度总公式的拟合误差分析

传统方法确定暴雨强度总公式的参数需要经过理论频率曲线拟合、总公式参数拟合两个环节;而直接拟合法利用非线性回归方法直接拟合实测雨强样本。本文从理论上分析与比较了这两种不同路径推求暴雨强度总公式拟合实测雨强样本的误差。所得结果表明,由直接拟合法求得的总公式拟合实测雨强样本的误差平方和小于传统方法的相应结果,该结论具有普适性。因此,直接拟合法不仅避免了选择何种理论频率曲线的纠结及推求暴雨强度总公式参数的任意性,而且能提高拟合精度。     

西南地区暴雨强度公式的推算研究——以瑞丽市暴雨强度公式的推算为例

按年最大值法进行统计选样,并将其样本系列采用数学期望公式计算经验频率,采用数理统计学中的矩法公式初估统计参数,再以概率论中的P—Ⅲ型线型为概率模型,按离差平方和最小原则和适当照顾点线配合最佳的准则适线,计算得到9个时段不同历时暴雨量统计参数及设计暴雨量。在此基础上,分别拟合瑞丽市暴雨强度分公式和暴雨强度总公式,针对不同的暴雨重现期,分别采用总公式或分公式进行雨量的计算。     

基于模式搜索算法的暴雨强度公式参数识别

针对暴雨强度公式中含有多个参数,用传统的方法难以直接优化,或拟合误差较大的缺点,介绍了一种根据实测暴雨强度资料识别地方参数的方法。该法将模式搜索与非线性最小二乘法的有机结合,利用模式搜索算法较强的局部搜索能力和较高的求解精度弥补最小二乘算法的不足,避免了曲线拟合中由于地方参数初值选取不当、迭代不收敛的困难,随后,将其应用到暴雨强度公式参数识别中,最后通过实测资料对算法的有效性进行了评估。结果表明,此算法运用简单、适用性强、精度高,为暴雨强度参数的识别提供了一条新途径。     

城市暴雨公式参数拟合分析比较

"城市暴雨公式"是城市室外排水规划与设计中合理确定排水管道尺寸的重要依据之一,而公式中参数的合理确定则是应用的关键,对其参数的拟合一般是采用最小二乘法原理,以绝对标准差最小或以相对标准差最小准则确定.但以往基于用绝对标准差最小原则拟合暴雨公式时存在相对标准差较大,导致小重现期雨强计算误差大;而用相对标准差最小拟合时又存在绝对标准差较大,导致大重现期雨强计算误差大的特点,仍按照最小二乘法原理,采用同时考虑相对和绝对标准差最小的原则推导其数学表达式,并用实际资料进行检验城市暴雨公式的参数.结果表明,本研究提出的方法比常用的方法更优,虽然计算误差不能同时使绝对标准差和相对标准差均达到最小,但是平均相对均方差至少较以相对标准差最小准则拟合精度高8.7%、平均绝对标准差至少较以绝对标准差最小准则拟合精度高0.13%,且精度明显高于现行规范要求,可作为各地城市暴雨公式参数拟合的有效方法之一.     

基于规划求解的暴雨强度公式推求方法研究

在编制暴雨强度公式时,存在原始降雨资料中包含的异常值影响暴雨强度公式的准确度,皮尔逊-Ⅲ型理论频率曲线拟合工作量大等问题。针对以上问题,阐述了异常值剔除的方法,分析了变异系数(Cv)、偏态系数(Cs)对皮尔逊-Ⅲ型分布曲线拟合的影响规律。同时,基于重庆市酉阳县1993-2013年共计21a的暴雨资料,采用Excel规划求解优化皮尔逊-Ⅲ型分布曲线的拟合参数,分别利用基于规划求解的最小二乘法和高斯牛顿法,推求暴雨强度公式,并对其拟合精度和误差进行了对比分析。提出的规划求解法能有效避免拟合暴雨强度公式适线过程中目估适线法所导致的主观影响,通过对比分析解析了提高收敛速度和精度的暴雨强度总公式的推求方法。     

扬州市短历时暴雨强度公式参数推求

根据扬州市主城区雨量站27年(1985～2011)的暴雨整编资料,采取年最大值法建立数理统计样本,采用皮尔逊-Ⅲ型频率曲线对所选样本进行拟合,得出暴雨强度i-降雨历时t-重现期p的关系,根据此关系表,运用SPSS统计软件计算暴雨强度公式各参数并进行精度分析,从而得到扬州市各重现期的暴雨强度分公式及暴雨强度总公式。结果表明:该方法拟合精度高,适用于其他同类型城市暴雨强度公式的编制。     

城市暴雨强度公式精度分析

通过P-Ⅲ、Weibull分布模型对雨样进行频率分析优选出误差最小的理论分布推求出P-i-t表,应用3种先进数学优化方法推求暴雨强度公式,并对其计算精度进行分析比较。结果表明:不管暴雨强度总公式还是分公式,其计算精度均能满足《室外排水设计规范》的要求,但分公式计算精度明显较总公式高,因此在实际使用中建议采用分公式计算暴雨强度。     

暴雨强度公式的建立及评估

以临汾市城区连续30年的暴雨原始资料为基础,采用年多个样法对样本资料进行选取,并依据频率分析理论,采用优选回归法对临汾市暴雨强度参数及误差进行推求。由结果可知,本次计算中的分公式与总公式的计算精度都能满足规范要求;分公式中重现期越小,精度相对越高,且分公式的误差基本小于总公式的误差。因此,在使用时,优先推荐根据重现期的不同来选择不同的分公式。     

江苏昆山市暴雨强度公式推算

利用昆山市1980年～2015年连续36年的降水观测资料获得降水统计样本;采用"年最大值法"进行资料选样,按照P-Ⅲ分布曲线拟合得到雨强-重现期-历时(i-P-t)三联表,根据误差最小原则确定最优方法,得到昆山市暴雨强度公式。结果表明:皮尔逊Ⅲ型分布函数各降水历时下平均相对均方差误差满足规范要求;新修订公式的暴雨强度比原公式的暴雨强度小,是目前较为合适的暴雨强度公式计算方法,可为昆山市城市建筑规划设计提供依据和参考。     

粒子群算法及其在暴雨强度公式参数优化中的应用

暴雨强度公式中含有多个参数,用传统的方法难以直接优化,或拟合误差较大.通过把粒子群优化算法(PSO)应用到暴雨强度公式参数优化中,经实例分析表明该算法与遗传算法相比具有较好应用效果.