(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110862977.4 (22)申请日 2021.07.2 9 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 朱文　王嘉莹　陶涛　信昆仑　 颜合想　李树平　 (74)专利代理 机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265 代理人 余莹 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方 法 (57)摘要 本发明提供一种用于城市内涝预警的雨水 系统模拟方法， 所述方法是基于深度学习的， 由 降雨产流过程模拟模型和一维管网汇流过程模 拟模型两个深度学习模型构成。 降雨产流过程模 拟模型， 用于模拟子汇水区径流、 降雨入渗等管 网外部进流量， 并作为所述一维管网汇流过程模 拟模型训练的边界条件； 一维管网汇 流过程模拟 模型， 用于模拟管网节点积水流量， 同时兼具深 度学习模型网络架构比选功能。 本发明建模简 单， 具有高灵活性和高时效性， 模型可 以通过补 充数据进行更新， 精度高； 可以实现对不同复杂 程度的管网结构下的积水过程模拟， 具有广泛的 应用前景。 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 CN 114139433 A 2022.03.04 CN 114139433 A 1.一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方法， 所述方法是基于深度学习的， 其特征 在于， 所述方法分别建立降雨产流过程模拟模型和一 维管网汇流过程模拟模型两个深度学 习模型； 其中， 所述降雨产流过程模拟模型， 用于模拟子汇水区径流、 降雨入渗等管网外部 进流量， 并作为所述一维管网汇流过程模拟模型训练的边界条件； 所述一维管网汇流过程 模拟模型， 用于模拟管网节点积水流 量。 2.根据权利要求1所述的一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方法， 其特征在于， 所 述降雨产流过程模拟模型， 包括可 行性分析模块、 数据集设计模块、 模型 搭建模块； 所述可行性分析模块， 用于进行降雨推求管网节点外 部入流量的可行性分析； 所述数据集设计模块， 用于设计构造输入输出模型所需的降雨及模拟水力数据等各类 数据； 所述模型 搭建模块， 用于设计深度学习模型 结构， 训练模型并进行评估。 3.根据权利要求1所述的一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方法， 其特征在于， 所 述一维管网汇流过程模拟模型， 包括模型 搭建模块和模型评估 模块； 所述模型搭建模块， 用于设计模型输入矩阵形式， 选择深度 学习模型架构， 进行模型超 参数设计， 并进行模型训练； 所述模型评估 模块， 用于进行模型效果评价， 并进行模型架构的比选 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114139433 A 2一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方 法 技术领域 [0001]本发明属于城市雨水系统模拟的技术领域， 涉及用于城市内涝积水实时预警  预 测方面的技术方法， 特别是一种基于深度学习理论的涉及降雨形成及其产流过  程和一维 管网汇流过程模拟的技 术方法。 背景技术 [0002]随着城市化进程的不断加速， 城市 内涝问题因其严重威胁居民的生命财产安  全， 影响城市的正常运转而越发受到 关注， 如何缓解城市涝情， 降低内涝带来的  损失成为各市 政部门亟需解决 的问题。 同时， 物联网、 移动互联、 大数据分析以  及智能算法等现代化科学 技术手段的不断发展， 为城市内涝的防治提供了可靠的  技术支撑， 使 得比如城市排水管网 实时监控与系统化管 理和城市内涝预警预测技  术研究等与城市排水技术相关的科研领域 也逐渐受到 重视。 [0003]城市内涝预警预测技术的研究最早是基于城市雨洪管理模型平台， 通过所收  集 到的研究区域内的地形图、 地势信息、 排水管网数据、 历史降雨数据等资料在  城市雨洪管 理模型软件中进行建模， 并在建模基础上进行该研究区域内的后续城  市内涝模拟以及预 警预测等方面的研究。 这种方法起步早、 研究深入、 实际应用  成熟， 但其应用一直受制于对 水文水动力学认知 有限等问题。 而前沿技术深度学  习架构的发展， 使 得基于时间序列数据 分析的预测方法在水文 学领域的应用成为  可能。 因此， 如何将符合对水文物理过程认知 要 求低的数据驱动模型应用于城市  内涝预警预测研究中是科研以及实际应用中所面临的挑 战之一。 [0004]在城市排水系统研究领域中， 已有部分研究者针对系统污水流量的预测， 引  入深 度学习理论进行了研究， 但目前已报道的文献及专利中鲜有专门针对城市内  涝预警预测 方面的基于深度学习理论的雨水系统模拟方法， 因此迫切需要设计构  建相应的方法进行 研究。 发明内容 [0005]针对上述存在的问题， 本发明的目的在于提供一种应用于城市内涝预警预测  的 基于深度学习的雨水系统模拟方法。 该方法建模简单、 实用性 强、 高效准确，  适用于复杂程 度不同的各类管网结构下的内涝积水 预警预测。 [0006]本发明提供如下技术方案： 一种用于城市内涝预警的雨水系统模拟方法， 所  述方 法是基于深度学习的， 所述方法分别建立降雨产流过程模拟模型和一维管网  汇流过程模 拟模型两个深度学习模型； 其中， 所述降雨产流过程模拟模 型， 用于 模拟子汇水区径流、 降 雨入渗等管网外部进流量， 并作为所述一 维管网汇流过程  模拟模型训练的边界条件； 所述 一维管网汇流过程模拟模型， 用于模拟管网节点  积水流量。 [0007]进一步地， 所述降雨产流过程模拟模型， 包括可行性分析模块、 数据集设计  模块、 模型搭建模块；说　明　书 1/6 页 3 CN 114139433 A 3