III. XÂY DỰNG PHẦN MỀM DỰ BÁO BẰNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO
4.2 Kết quả mô phỏng và dự báo thủy văn lưu lượng vào hồ
4.2.1 Dự báo lưu lượng về hồ Hòa Bình
Bài toán dự báo lưu lượng dòng chảy đến hồ Hoà Bình phục vụ tốt mục tiêu điều tiết vận hành hồ. Nguồn nước chính cung cấp cho hồ Hoà Bình là nguồn nước từ sông Đà. Dọc theo hệ thống sông Đà có các trạm đo quan trắc khí tượng và thuỷ văn bắt đầu hoạt động từ năm 1902. Trạm đo thuỷ văn gần hồ Hoà Bình nhất là trạm đo Tạ Bú. Dự báo
nước đến hồ Hoà Bình thực chất là dự báo lưu lượng nước tại trạm Tạ Bú. Tuy hiện tại trên lưu vực sông Đà đã có thêm 2 nhà máy điện lớn chính là Lai Châu và Sơn La, tuy nhiên điểm dự báo Tạ Bú không bị ảnh hưởng khi tính theo phương pháp này.
Chúng tôi sử dụng số liệu trong [8] bao gồm các số liệu từ năm 1964 đến năm 2002 tại trạm đo Tạ Bú trên sông Đà, trạm đo lưu lượng gần hồ Hoà Bình nhất. Số liệu này được đo trong mùa cạn từ tháng 12 năm trước đến tháng 5 năm sau. Các giá trị được lấy làm đầu vào cho mô hình như sau:
Lưu lượng nước trung bình hiện tại: Q(t) Lưu lượng nước trước đó 10 ngày: Q(t-10) Lưu lượng nước trước đó 20 ngày: Q(t-20) Trung bình lượng mưa hiện tại: X(t)
Trung bình lượng mưa trước đó 10 ngày: X(t-10) Trung bình lượng mưa trước đó 20 ngày: X(t-20) Lưu lượng nước của ngày hiện tại: Qng(t)
Lượng mưa của ngày hiện tại: Xng(t)
Phần dữ liệu học (training set): Từ cuối năm 1964 đến đầu năm 1995 có tổng cộng 480 mẫu học.
Phần dữ liệu kiểm tra (test set): Từ cuối năm 1995 đến đầu năm 2002 tổng cộng có 90 mẫu kiểm tra.
2000 m3/s
Thực đo ANN - Hiệu chỉnh 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 mẫu học 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Hình 4.12 Kết quả so sánh lưu lượng vào hồ Hòa Bình giữa thực đo và mạng ANN tính kiểm định
1000 800 600 400 200 0 mẫu học 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Hình 4.13 Kết quả so sánh lưu lượng vào hồ Hòa Bình giữa thực đo và mạng ANN tính dự báo
Các kết quả phương án tính được trình bày trong bảng 4.6
Bảng 4.6 Kết quả tính phương án dự báo lưu lượng vào hồ Hòa Bình
Giải thuật RMS NSE Hiệu chỉnh NSE dự báo
GA 0.0285 0.726 0.521
GA+BP 0.0215 0.758 0.579
Nhận xét: Với tập dữ liệu thu được trải dài từ năm 1964 đến 2002, số lượng mẫu học không nhiều, các giá trị đầu vào cách nhau khá rời rạc, mạng ANN cũng đã tạo được quan hệ đầu vào – đầu ra một cách tương đối thể hiện ở kết quả tính (NSE hiệu chỉnh chỉ đạt 0.75, NSE dự báo chỉ đạt 0.58).