深圳市环境科学研究院廖国威获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳市环境科学研究院申请的专利基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120068194B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510535368.6,技术领域涉及:G06F30/12;该发明授权基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法和系统是由廖国威;李玮;韩龙;黄毅;谢林伸;朱婷婷;孙滔滔;陈纯兴;唐天均;常旭设计研发完成,并于2025-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法和系统在说明书摘要公布了:本发明提供基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法和系统,通过自动化数据处理、无缝数据传输、文件自动生成与更新、自主计算与反馈以及参数优化与模型迭代的全流程自动化机制,能够自动从本地数据库和外部API接口获取并格式化所需数据,利用PHP边缘计算方法将数据流安全可靠地发送至服务端的Python环境中,使用MIKEIO库生成或更新地形文件、边界条件输入文件和初始场分布文件,并通过MzLaunch启动模型沙盒区域实例运行,实时反馈模型结果至前端;基于sklearn机器学习库对水质过程参数进行初始率定和后期优化,实现模型的循环模拟和自我更新,从而大幅提高模拟精度和响应速度,适用于如海水赤潮等需要实时预警和预测的水环境管理场景。
本发明授权基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于机器学习的富营养化模型自我更新及迭代方法,其特征在于,包括如下步骤: 从本地数据库和API接口获取水环境数值模拟模型所需的数据流,通过PHP将数据流发送到服务端的Python环境中; 使用Python中的MIKEIO库根据所述数据流生成或更新地形文件、边界条件输入文件、初始场分布文件; 完成文件准备后,向服务端发送一次模型计算请求,并记录于任务信息文件中,服务器端自制服务监听任务信息文件,一旦检测到新的计算请求,启动MzLaunch进行模型沙盒区域实例的运行,利用Python的MIKEIO库读取运行结果中的dfsu文件,并通过PHP将模拟结果实时反馈至前端,前端系统结合模拟结果数据和数据库中的实测数据,生成机器学习所需数据集并投喂到服务器端sklearn的Python环境中,通过sklearn机器学习库判断率定验证效果和调整水质过程参数,并传递给所述MIKEIO以更新配置文件; 还包括:提前在服务器中通过NSSM制作了基于批处理脚本的监听服务,以进程的形式每隔10秒去扫描一次任务信息文件,看任务信息内容是否有更新,具体如下: 下载并部署好nssm软件后,需要创建一个bat命令,里面设置每隔10秒去扫描一次任务信息文件,通过文件系统判断如果模型运行结果文件夹路径不存在,系统将调用MzLaunch进程,并传入模型算例路径,MIKE21将开启算例模拟,同时系统记录该次运行日志;如果任务信息文件中的模型运行结果文件夹路径存在,则该算例已被运行过,不执行任何操作继续监听;由于此时模型运行结果文件夹路径已自动建立,nssm将进入下一个周期的监听模式而不会重复启动算例;如任务信息文件中无有效信息,nssm将跳出该轮监听,进入下一轮监听; 基于机器学习方法循环优化水环境数值模拟模型,实现水环境数值模拟模型的自我更新及迭代,具体包括:每次算例结束后,评估模型输出的污染物浓度模拟值与前端提供的实测值之间的均方根误差和拟合优度;若评估结果未达到预定标准,通过机器学习库的ParameterGrid和train_test_split进行有指向性重选模型过程参数,并通过MIKEIO包更新到模型参数配置文件中,进入新一轮模拟;当评估结果达到预定标准时,采用最终一轮模型参数配置文件并进入自主持续模拟阶段; 所述从本地数据库和API接口获取水环境数值模拟模型所需的数据流,包括:前端通过访问本地数据库,提取预先构建的气象数据、水动力数据、水质数据、地形数据以及设置数据;基于提取的数据,利用前端解译代码对数据进行格式化处理,并以JSON格式发送到后端;系统从前端调用外部数据API接口,获取最新的气象数据、水质监测数据实时信息,并将其与格式化后的数据合并为统一的数据流; 所述通过PHP将数据流发送到服务端的Python环境中,包括:使用互联网信息服务打开后端服务器的大门,并使用PHP作为数据传输的桥梁,接收来自前端的统一数据流;在PHP枢纽代码中,调用popen进程函数,将统一数据流传递给Python进程; 所述使用Python中的MIKEIO库根据所述数据流生成或更新地形文件、边界条件输入文件、初始场分布文件,包括:Python进程接收到数据流后,开始解析数据流;根据解析后的数据流,使用MIKEIO库生成或更新地形文件、边界条件输入文件、初始场分布文件,确保所有文件符合MIKE21模型的要求,并存储于预设目录中;记录文件生成或更新的状态,确认文件准备完成; 所述完成文件准备后,向服务端发送一次模型计算请求,并记录于任务信息文件中,包括:基于确认文件准备完成的状态,向服务端发送一次模型计算请求;将模型计算请求记录于任务信息文件中,任务信息文件包含本次计算的所有必要参数和配置信息。
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