水利水電工程中計算智慧的運用分析論文
水利水電工程是我國發展政策的重點，主要是由於水電的效益高、汙染小，因此，我國將水利工程的發展優先於火電與核電，並積極尋找新能源，將水電作為第一發展資源是我國發展的重要決策。水利水電工程在執行過程中需要比較精準的徑流預報，能夠為水電工程在洪旱排程以及經濟執行中作出正確的決策提供依據，是水庫排程與電力排程部門工作中的重要資訊資源，也是水電站在處理旱災、洪澇、灌溉、供水等排程工作的重點，是實現水能合理運用以及水電站經濟效益的基礎。文章主要就計算智慧在水利水電工程應用研究展開分析，報道如下。
1 計算智慧的簡介
計算智慧是以不確定性、非線性以及時間不可逆性為運算特徵，將複雜的問題作為計算物件，是現代數學與計算機發展的產物，其主要對常規方法無法解決的問題進行運算。傳統的人工智慧是基於符號處理機制，其在知識表達、資訊處理以及解決組合問題等方面的表現並不理想。因此，研究新的解決方法來提高人工智慧的靈活性與準確性[1].
模糊系統對於描述以及經驗汲取具有較好的應用； 而神經網路能夠從網路資料中學習經驗與技能欄； 進化計算能夠對複雜的問題提出最佳的解決措施，並具有較高的穩定性和最佳化性。模糊系統在推理能力方面優於神經網路以及進化計算，而進化計算以及神經網路在學習、搜尋功能方面高於模糊系統。進化計算在搜尋的範圍以及適應性方面優於神經網路，但神經網路在最佳化性以及學習能力方面強於進化計算[2].而計算智慧則是涵蓋了模糊系統、神經網路以及進化計算這三個部分，雖然三種技術各不相同但其結合所產生的碰撞帶來的是新的機遇。
2 計算智慧在水利水電工程中的應用
2. 1 中長期徑流預報
隨著現代生產發展以及經濟活動的需求，各國都加強了對天氣的研究與檢測。自上個世紀 70 年代以來，我國氣象學研究從短期數值天氣預報發展至中期。而由於大氣運動具有“不確定性”與“決定性”這雙重性質，那麼其動力學研究方法與統計學方法需要從另一方面去預測大氣活動，將統計與動力結合的計算方法可以說是一種比較理想的研究方法[3].而由於預測報值的差異剷射了預報結果集，結果集中蘊藏了真實的結果。在預測結果集中篩選而正確的結果則需要集合手段的平滑以及消除集合成員中的隨機誤差，以此來分析出真實的結果，在其可能產生誤差的變動範圍內，可以根據計算智慧系統中隨提供的資訊進行科學的決策，以此突出計算智慧的統計特徵。
長期水文預報在氣象學發展過程中是一個比較新的研究範圍，隨著我國不少研究對其展開分析，也取得了一定發展，但仍未對長期水文過程的物理機制有比較清楚的認識，再結合長期水文的地域性與非絕熱性的特徵，我國水文長期預報中主要有以下三方面問題： （ 1） 水文部門在過去很長一段時間內是模仿氣象部門的預測方法，而氣象部門的長期預測其所使用的時間尺度以及空間尺度較大，因此在水文部門的長期預測中不能起到有效的作用[4].（ 2） 水文部門在長期預報中多以統計方法進行長期預報。主要是由於水文部門對天氣學方法以及能量學方法和動力學方面的`研究較少。（ 3） 純統計方法的準確度較低，因此，目前的水文部門採供的是在物理分析的基礎上，結合具有物理意義的氣象因子，並利用大量資料和統計方法的分析，從而建立長期水文預報系統。
計算智慧是一種被運用於長期水文預報中的新方法，其神經網路是基於連線學說創造的智慧仿生模型，是由大量神經元構成的非線性動力學系統，具有較高的組織性、自我處理性、適應性以及應用性的優勢，其具有生物神經網路的部分特徵，能夠進行“自我學習”,因此，能夠應用於各種水利水電工程中。相關文獻指出，神經網路能夠對水文水資源中存在的問題研究提出一種新的研究方向，並且透過三層 BP 網路模型結構以及引數的線性最小二乘單純形法，能夠適用於水利水電工程中對水文預報的需求。蘭州水電站就使用了神經網路預測月徑流量，並且其應用結果顯示，神經網路用於水文預報中具有較好的應用效果，其效益高於多元迴歸計算方式[5].
2. 2 尾水管壓力脈動分析
在機械裝置的檢測與故障診斷中，常應用其振動訊號作為參考資料量，對訊號發出的頻率以及頻帶變化，進而將這些變化數值輸入診斷系統中就能夠得出該裝置的執行情況。快速傅立葉變換是現代水利水電工程中應用較多的訊號特徵分析方法，其主要的問題在於只能對平穩訊號作出準確的判斷，在波動較大的訊號變化中，不能有效的分析其變化規律，小波變化在任何信頻中可以反應為母小波的變化，從而得到小波變化的基函式，就能夠得出相應的資訊。神經網路具有大規模並行、分散式儲存與處理、組織性、適應性以及自主學習能力，能夠同時處理許多因素和條件、不確定以及模糊的資訊問題。水輪機軸系動態特徵資訊中應用了小波包的時頻區域性化分析能力以及最大熵譜估計的頻譜細化優點。
3 結束語
隨著我國計算技術的不斷提高，計算智慧的發展為我國許多工程活動提供了便利，為其作出正確的決策提供科學依據。文章首選闡述了計算智慧的構成與內涵，並對其在水利水電工程工程中的應用進行分析，主要闡述了其在中長期徑流預報以及尾水管壓力脈動分析方面的作用。
參考文獻
[1]浦仕虎。 計算智慧在水利水電工程中的應用研究[J]. 建材與裝飾，2014,12（ 21） : 219 - 220.
[2]林小平，周石琳，張官亮等。 基於計算智慧的影象拼接系統設計與實現[J]. 現代電子技術，2013,22（ 12） : 49 -52.
[3]胡雷剛，肖明清。 基於計算智慧和資訊熵的故障組合預測研究[J].測試技術學報，2012,26（ 2） : 162 -170.
[4]李守巨。 基於計算智慧的岩土力學模型引數反演方法及其工程應用[J]. 岩石力學與工程學報，2015,24（ 2） : 343 -343.
[5]計算智慧及其在採礦工程中的應用[J]. 金屬礦山，2015,21（ 15） : 6- 9.