一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水庫(kù)是人類重新分配水資源時(shí)空分布的重要手段，擔(dān)負(fù)著防洪、發(fā)電、航運(yùn)、供水等多方面的功能與任務(wù)，成為促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步的重要手段之一。水庫(kù)調(diào)度技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水庫(kù)正常運(yùn)行的必備手段之一。采用水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理水庫(kù)運(yùn)行，具有投資少、效益大、需求高以及前景廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]對(duì)于水庫(kù)中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度問題，常采用調(diào)度函數(shù)(如線性函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊方法、決策樹等)和調(diào)度圖等水庫(kù)調(diào)度規(guī)則型式，但這些型式以經(jīng)驗(yàn)為主，理論依據(jù)薄弱，特別對(duì)于水庫(kù)群調(diào)度尚無(wú)通用的調(diào)度規(guī)則型式。因此，研宄水庫(kù)調(diào)度規(guī)則型式，以解決水庫(kù)調(diào)度規(guī)則的不確定性，是國(guó)內(nèi)外水庫(kù)調(diào)度研宄的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)，能適合不同的供水保證率要求，同時(shí)能提供盡可能優(yōu)化的生態(tài)流量過程，有效的保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)，包括
[0006]水文水質(zhì)信息采集模塊，由各個(gè)功能傳感器組成，用于定時(shí)定量檢測(cè)采集控制性斷面和通江湖泊控制性站點(diǎn)的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導(dǎo)度、溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素參數(shù)；
[0007]視頻信息采集模塊，包括用于重要控制斷面和排污口視頻監(jiān)視的固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)子模塊，用于流域的控制性水庫(kù)、梯級(jí)電站和取水口視頻監(jiān)視的接入站點(diǎn)子模塊和用于流動(dòng)視頻監(jiān)視的流動(dòng)監(jiān)視點(diǎn)子模塊；
[0008]所述固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)子模塊包括網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器、本地硬盤存儲(chǔ)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、云臺(tái)及云臺(tái)解碼器，還包括
[0009]傳感器組，用于檢測(cè)攝像機(jī)組所監(jiān)控的范圍，并發(fā)送檢測(cè)信息；
[0010]主控制器單元，用于接收傳感器組所發(fā)送的檢測(cè)信息，并根據(jù)檢測(cè)信息發(fā)送的第一控制信息開啟、關(guān)閉攝像頭組；
[0011]信息發(fā)送單元，用于發(fā)送攝像機(jī)組所拍攝的畫面信息；
[0012]信息接收單元，用于接收信息發(fā)送單元所發(fā)送的畫面信息；
[0013]中央處理器，用于接收信息接收單元接收到的畫面信息并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息；
[0014]存儲(chǔ)單元，用于儲(chǔ)存中央處理器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)信息；
[0015]電源模塊，用于為傳感器組、主控制器單元、攝像機(jī)組提供電源的電源模塊。
[0016]照明單元，所述主控制器單元，還用于接收傳感器組所發(fā)送的檢測(cè)信息，并根據(jù)檢測(cè)信息發(fā)送的第二控制信息開啟、關(guān)閉照明單元。
[0017]人機(jī)操作界面，用于輸入信息調(diào)用命令，所述中央處理器根據(jù)信息調(diào)用命令，從存儲(chǔ)單元中調(diào)用人們所需的數(shù)據(jù)信息；
[0018]液晶顯示屏，用于顯示中央處理器所調(diào)用的數(shù)據(jù)信息；
[0019]所述接入站點(diǎn)子模塊由網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器和本地硬盤存儲(chǔ)組成，所述流動(dòng)監(jiān)視點(diǎn)子模塊由安裝在流動(dòng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)上的便攜式無(wú)線視頻終端和高清攝像機(jī)組成；
[0020]水庫(kù)工況接入模塊，用于接入河流上游控制性水庫(kù)的實(shí)時(shí)機(jī)組運(yùn)行工況、庫(kù)區(qū)水位、下泄水量、氣象等基本水庫(kù)調(diào)度信息；
[0021]信息傳輸模塊，包括GPRS網(wǎng)絡(luò)、有線通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、超遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和電臺(tái)通信中的至少一種，無(wú)線傳輸終端運(yùn)用GPRS或3G技術(shù)將數(shù)據(jù)傳出，采集的信息通過無(wú)線通信方式進(jìn)行通信傳輸，并組成流域水文水質(zhì)無(wú)線傳感器監(jiān)測(cè)分布式網(wǎng)絡(luò)，通過協(xié)議協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，再將采集來(lái)的數(shù)據(jù)信息，通過優(yōu)化后經(jīng)無(wú)線通訊傳輸?shù)搅饔蛩乃|(zhì)信息處理中心；
[0022]數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于數(shù)據(jù)接受和存儲(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理、水文短期預(yù)報(bào)分析；
[0023]數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包括信息庫(kù)子模塊和水文預(yù)報(bào)子模塊，所述的信息庫(kù)子模塊用于接受并標(biāo)準(zhǔn)化集中存儲(chǔ)所采集的水文信息和水庫(kù)工況數(shù)據(jù)；所述的水文預(yù)報(bào)子模塊，采用統(tǒng)計(jì)回歸和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法建立短期預(yù)測(cè)單元，利用采集的水文信息、水庫(kù)工況數(shù)據(jù)生成短期水文預(yù)報(bào)信息，供調(diào)度決策模塊使用；
[0024]調(diào)度決策模塊，包括水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度分析子模塊和專家決策分析子模塊；所述的水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度分析子模塊，針對(duì)接收到的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的水庫(kù)工況信息，采用多分組差分進(jìn)化算法優(yōu)化計(jì)算得到有利于改善河流生態(tài)情況的水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度方案；所述的專家決策分析子模塊接收水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度分析子模塊所得水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度備選方案，對(duì)不同水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度備選方案所引發(fā)的生態(tài)變化趨勢(shì)進(jìn)行比較，提出最終的調(diào)度決策方案；
[0025]流域監(jiān)測(cè)中心模塊，由視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、視頻數(shù)據(jù)管理服務(wù)器和視頻工作站組成，用于流域視頻監(jiān)測(cè)；
[0026]遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控模塊，采用集中監(jiān)控服務(wù)模式，通過安裝和部署的視頻監(jiān)控、存儲(chǔ)、管理和服務(wù)設(shè)備，用于流域監(jiān)測(cè)中心和水調(diào)值班監(jiān)控室對(duì)固定視頻監(jiān)控對(duì)象、流動(dòng)監(jiān)視對(duì)象的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視監(jiān)控和視頻接入點(diǎn)的視頻監(jiān)視；
[0027]水文水質(zhì)信息管理系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)和應(yīng)用支撐平臺(tái)子系統(tǒng)組成，用于輔以形成水文水質(zhì)預(yù)警管理、水量調(diào)度管理、水質(zhì)監(jiān)控管理和綜合信息服務(wù)；所述數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，用以通過流域水文水質(zhì)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理平臺(tái)，形成工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)這些公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)形成服務(wù)于各業(yè)務(wù)應(yīng)用的適合全流域?qū)嶋H情況的調(diào)度管理數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行工況數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、水情數(shù)據(jù)庫(kù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、氣象數(shù)據(jù)庫(kù)這些專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)；所述應(yīng)用支撐平臺(tái)子系統(tǒng)，用于平臺(tái)硬件系統(tǒng)的部署，應(yīng)用服務(wù)中間件、應(yīng)用系統(tǒng)整合及數(shù)據(jù)交換組件及GIS服務(wù)構(gòu)件的部署配置，通用服務(wù)的部署，專用服務(wù)的部署，覆蓋數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、應(yīng)用、決策輔助和發(fā)布各個(gè)環(huán)節(jié)；
[0028]人機(jī)交互模塊，由高性能服務(wù)器及其顯示終端組成，對(duì)水文數(shù)據(jù)、水庫(kù)工況信息、數(shù)據(jù)預(yù)處理中間過程、調(diào)度決策結(jié)果進(jìn)行圖像化展示；同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息圖形化、預(yù)測(cè)結(jié)果顯示、操作員站、管理終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、專家決策多畫面同步展示；
[0029]生態(tài)流量控制模塊，用于根據(jù)調(diào)度決策模塊給出的調(diào)度結(jié)果，進(jìn)行生態(tài)流量的控制，包括沿水庫(kù)的垂直方向由下至上分別設(shè)有導(dǎo)流段、汛期過流段和泄流段；導(dǎo)流段設(shè)有導(dǎo)流洞和生態(tài)流量孔，生態(tài)流量孔的底坎高于導(dǎo)流洞的底坎；汛期過流段設(shè)有一組高度不同的過流洞，泄流段設(shè)有泄流洞；導(dǎo)流洞和過流洞上均設(shè)有封堵閘門和流量計(jì)；泄流洞上設(shè)有單向閥，生態(tài)流量孔包括預(yù)埋鋼管，預(yù)埋鋼管內(nèi)設(shè)有液控蝶閥。
[0030]其中，所述傳感器包括流速傳感器、流量傳感器、水壓傳感器、水溫傳感器、含氧量傳感器和PH值傳感器。
[0031 ] 其中，所述傳感器組是由若干紅外線傳感器組成。
[0032]其中，所述傳感器內(nèi)均安裝有GPS定位裝置。
[0033]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0034]能適合不同的供水保證率要求，同時(shí)能提供盡可能優(yōu)化的生態(tài)流量過程，有效的保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明的一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)的原理框圖。
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)子模塊的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種考慮河流生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)，包括
[0039]水文水質(zhì)信息采集模塊，由各個(gè)功能傳感器組成，用于定時(shí)定量檢測(cè)采集控制性斷面和通江湖泊控制性站點(diǎn)的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導(dǎo)度、溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素參數(shù)；
[0040]視頻信息采集模塊，包括用于重要控制斷面和排污口視頻監(jiān)視的固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)子模塊，用于流域的控制性水庫(kù)、梯級(jí)電站和取水口視頻監(jiān)視的接入站點(diǎn)子模塊和用于流動(dòng)視頻監(jiān)視的流動(dòng)監(jiān)視點(diǎn)子模塊；
[0041]所述固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)子模塊包括網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器、本地硬盤存儲(chǔ)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、云臺(tái)及云臺(tái)解碼器，還包括
[0042]傳感器組，用于檢測(cè)攝像機(jī)組所監(jiān)控的范圍，并發(fā)送檢測(cè)信息；
[0043]主控制器單元，用于接收傳感器組所發(fā)送的檢測(cè)信息，并根據(jù)檢測(cè)信息發(fā)送的第一控制信息開啟、關(guān)閉攝像頭組；
[0044]信息發(fā)送單元，用于發(fā)送攝像機(jī)組所拍攝的畫面信息；
[0045]信息接收單元，用于接收信息發(fā)送單元所發(fā)送的畫面信息；
[0046]中央處理器，用于接收信息接收單元接收到的畫面信息并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息；
[0047]存儲(chǔ)單元，用于儲(chǔ)存中央處理器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)信息；
[0048]電源模塊，用于為傳感器組、主控制器單元、攝像機(jī)組提供電源的電源模塊。
[0049]照明單元，所述主控制器單元，還用于接收傳感器組所發(fā)送的檢測(cè)信息，并根據(jù)檢測(cè)信息發(fā)送的第二控制信息開啟、關(guān)閉照明單元。
[0050]人機(jī)操作界面，用于輸入信息調(diào)用命令，所述中央處理器根據(jù)信息調(diào)用命令，從存儲(chǔ)單元中調(diào)用人們所需的數(shù)據(jù)信息；
[0051]液晶顯示屏，用于顯示中央處理器所調(diào)用的數(shù)據(jù)信息；
[0052]所述接入站點(diǎn)子模塊由網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器和本地硬盤存儲(chǔ)組成，所述流動(dòng)監(jiān)視點(diǎn)子模塊由安裝在流動(dòng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)上的便攜式無(wú)線視頻終端和高清攝像機(jī)組成；
[0053]水庫(kù)工況接入模塊，用于接入河流上游控制性水庫(kù)的實(shí)時(shí)機(jī)組運(yùn)行工況、庫(kù)區(qū)水位、下泄水量、氣象等基本水庫(kù)調(diào)度信息；
[0054]信息傳輸模塊，包括GPRS網(wǎng)絡(luò)、有線通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、超遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和電臺(tái)通信中的至少一種，無(wú)線傳輸終端運(yùn)用GPRS或3G技術(shù)將數(shù)據(jù)傳出，采集的信息通過無(wú)線通信方式進(jìn)行通信傳輸，并組成流域