Page 74 - 2022年第53卷第9期

（４）归一化直接关系矩阵
１
Ｘ ＝ （ｘ） ＝ ·Ｂ （３）
ｉｊ ｌ × ｌ ｌ
ｂ
ｍａｘ ∑ ｊ ＝ １ ｉｊ
１ ≤ｉ ≤ｌ
（５）计算全关联矩阵
Ｔ ＝ Ｘ（Ｉ － Ｘ） － １ （４）
式中 Ｉ为 ｌ维单位矩阵。
（６）建立因果关系。将 ｍ定义为全关联矩阵 Ｔ第 ｉ行元素之和，ｎ定义为 Ｔ第 ｉ列元素之和。定义
ｉ
ｍ＋ ｎ为第 ｉ个因子的中心度，中心度值越大，证明此因子在该影响因子体系中所占的重要程度和作用
ｉ
ｉ
越大。将 ｍ－ ｎ定义为第 ｉ个因子的原因度，若指标 ｉ的 ｍ－ ｎ大于 ０，则此因子属于原因组；若指标 ｍ－
ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ
２ ２
ｎ小于 ０，则此因子属于结果组。结果组中的因子受原因组中因子影响。同时将 （ｍ＋ ｎ）＋ （ｍ－ ｎ） 定
槡
ｉ
ｉ
ｉ
ｉ
ｉ
义为第 ｉ个因子的综合重要度，该值可以同时反映中心度和原因度。
ＢＰ － ＤＥＭＡＴＥＬ方法保留了传统 ＤＥＭＡＴＥＬ方法的优点，且用 ＢＰ神经网络来求解各指标之间的直
接关联矩阵，从而代替 ＤＥＭＡＴＥＬ模型中调查问卷或专家打分环节，将该模型应用于冰情预报因子参
数辨识中，使求得的各因子权重和关联性更具客观性。
４ 冰情影响因子的参数辨识

采用冰情预报参数辨识 ＢＰ － ＤＥＭＡＴＥＬ模型，开展以流凌、封河和开河预报的各因子开展参数辨
识，得到因子的影响权重，明确冰情演变不同阶段的关键要素，为冰情预报参数的选取提供依据。下
面以巴彦高勒站冰情预报因子参数辨识为例进行详细说明，研究均采用多年调节水库龙羊峡水库运行
后 １９８６—２０２０年 ３５年冰水情资料。
４．１ 流凌影响因子权重分析 流凌影响因子采用 ＢＰ － ＤＥＭＡＴＥＬ模型训练得到权重关系见表 ４。从表 ４
可以看出，热力因素为流凌先决条件，流凌起始日期取决于气温。决定巴彦高勒站流凌日期的首要因
子是气温稳定转负日期，同时该站流凌情况受到上游水温的影响也不可忽视。此外发现二十四节气中
小雪节气（ １１月 ２２或 ２３日）同巴彦高勒流凌日相近，故而当天水、气温数据可作为流凌日期预报的
参考。
表 ４ 流凌影响因子权重关系表

序号 影响因素 中心度 ｍ ＋ ｎ 原因度 ｍ － ｎ 综合重要度
Ｆ１ 气温稳定转负日期 ５．０８ ２．１２ ５．５１
Ｆ６ 流凌前上游水温 ４．８６ １．４９ ５．０８
Ｆ４ 小雪日水温 ４．７１ － ０．８５ ４．７９

Ｆ５ 小雪日气温 ４．６７ ０．６２ ４．７１
Ｆ２ 气温稳定转负日气温 ４．６６ ０．５１ ４．６９
Ｆ８ 流凌前水位均值 ４．６６ － ０．５０ ４．６９

Ｆ３ 流凌前气温和 ４．６６ ０．４８ ４．６８
Ｆ７ 流凌前流量均值 ４．６５ ０．３７ ４．６６

４．２ 封河影响因子权重分析 封河影响因子采用 ＢＰ － ＤＥＭＡＴＥＬ模型训练得到权重关系见表 ５。影响
因子 Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９属于动力因素，均为结果组；其余因子为热力因素，均属原因组，说明热力因素起
到主导作用。巴彦高勒站封河的首要因素为封河前累计负气温，之后分别为：流凌后流量、气温稳定
转负日期和流 凌期 累积 负气温 等，表 明封 河首要 决 定 因 素 仍 为 热 力 因 素，但 动 力 因 素 流 量 影 响 在
加强。

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