一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明環境保護與資源綜合利用技術領域，特別是指一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統。
【背景技術】
[0002]水庫是人類重新分配水資源時空分布的重要手段，擔負著防洪、發電、航運、供水等多方面的功能與任務，成為促進社會文明進步的重要手段之一。水庫調度技術是實現水庫正常運行的必備手段之一。采用水庫優化調度和經濟運行管理水庫運行，具有投資少、效益大、需求高以及前景廣等優點。
[0003]對于水庫中長期優化調度問題，常采用調度函數(如線性函數、神經網絡、模糊方法、決策樹等)和調度圖等水庫調度規則型式，但這些型式以經驗為主，理論依據薄弱，特別對于水庫群調度尚無通用的調度規則型式。因此，研宄水庫調度規則型式，以解決水庫調度規則的不確定性，是國內外水庫調度研宄的重點和難點問題。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統，能適合不同的供水保證率要求，同時能提供盡可能優化的生態流量過程，有效的保護河流生態系統。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統，包括
[0006]水文水質信息采集模塊，由各個功能傳感器組成，用于定時定量檢測采集控制性斷面和通江湖泊控制性站點的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導度、溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、營養鹽和葉綠素參數；
[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視的固定監測站點子模塊，用于流域的控制性水庫、梯級電站和取水口視頻監視的接入站點子模塊和用于流動視頻監視的流動監視點子模塊；
[0008]所述固定監測站點子模塊包括網絡視頻編碼器、本地硬盤存儲、監控攝像機、云臺及云臺解碼器，還包括
[0009]傳感器組，用于檢測攝像機組所監控的范圍，并發送檢測信息；
[0010]主控制器單元，用于接收傳感器組所發送的檢測信息，并根據檢測信息發送的第一控制信息開啟、關閉攝像頭組；
[0011]信息發送單元，用于發送攝像機組所拍攝的畫面信息；
[0012]信息接收單元，用于接收信息發送單元所發送的畫面信息；
[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換為數據信息；
[0014]存儲單元，用于儲存中央處理器轉換得到的數據信息；
[0015]電源模塊，用于為傳感器組、主控制器單元、攝像機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送的檢測信息，并根據檢測信息發送的第二控制信息開啟、關閉照明單元。
[0017]人機操作界面，用于輸入信息調用命令，所述中央處理器根據信息調用命令，從存儲單元中調用人們所需的數據信息；
[0018]液晶顯示屏，用于顯示中央處理器所調用的數據信息；
[0019]所述接入站點子模塊由網絡視頻編碼器和本地硬盤存儲組成，所述流動監視點子模塊由安裝在流動的監測站點上的便攜式無線視頻終端和高清攝像機組成；
[0020]水庫工況接入模塊，用于接入河流上游控制性水庫的實時機組運行工況、庫區水位、下泄水量、氣象等基本水庫調度信息；
[0021]信息傳輸模塊，包括GPRS網絡、有線通信網絡、遠程無線網絡、超遠程無線網絡和電臺通信中的至少一種，無線傳輸終端運用GPRS或3G技術將數據傳出，采集的信息通過無線通信方式進行通信傳輸，并組成流域水文水質無線傳感器監測分布式網絡，通過協議協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，再將采集來的數據信息，通過優化后經無線通訊傳輸到流域水文水質信息處理中心；
[0022]數據預處理模塊，用于數據接受和存儲、標準化預處理、水文短期預報分析；
[0023]數據預處理模塊包括信息庫子模塊和水文預報子模塊，所述的信息庫子模塊用于接受并標準化集中存儲所采集的水文信息和水庫工況數據；所述的水文預報子模塊，采用統計回歸和數據驅動方法建立短期預測單元，利用采集的水文信息、水庫工況數據生成短期水文預報信息，供調度決策模塊使用；
[0024]調度決策模塊，包括水庫群聯合調度分析子模塊和專家決策分析子模塊；所述的水庫群聯合調度分析子模塊，針對接收到的數據預處理模塊的水庫工況信息，采用多分組差分進化算法優化計算得到有利于改善河流生態情況的水庫群聯合調度方案；所述的專家決策分析子模塊接收水庫群聯合調度分析子模塊所得水庫群聯合調度備選方案，對不同水庫群聯合調度備選方案所引發的生態變化趨勢進行比較，提出最終的調度決策方案；
[0025]流域監測中心模塊，由視頻轉發服務器、視頻管理服務器、視頻數據管理服務器和視頻工作站組成，用于流域視頻監測；
[0026]遠程視頻監控模塊，采用集中監控服務模式，通過安裝和部署的視頻監控、存儲、管理和服務設備，用于流域監測中心和水調值班監控室對固定視頻監控對象、流動監視對象的遠程視頻監視監控和視頻接入點的視頻監視；
[0027]水文水質信息管理系統，由數據庫管理子系統和應用支撐平臺子系統組成，用于輔以形成水文水質預警管理、水量調度管理、水質監控管理和綜合信息服務；所述數據庫管理子系統，用以通過流域水文水質數據中心的數據存儲和管理平臺，形成工程基礎數據庫、遙感影像數據庫、基礎地理數據庫、社會經濟數據庫這些公共基礎數據庫，同時形成服務于各業務應用的適合全流域實際情況的調度管理數據庫、運行工況數據庫、實時監測數據庫、水情數據庫、水質數據庫、視頻監控數據庫、氣象數據庫這些專業數據庫；所述應用支撐平臺子系統，用于平臺硬件系統的部署，應用服務中間件、應用系統整合及數據交換組件及GIS服務構件的部署配置，通用服務的部署，專用服務的部署，覆蓋數據采集、傳輸、處理、存儲、應用、決策輔助和發布各個環節；
[0028]人機交互模塊，由高性能服務器及其顯示終端組成，對水文數據、水庫工況信息、數據預處理中間過程、調度決策結果進行圖像化展示；同時用于實現監測信息圖形化、預測結果顯示、操作員站、管理終端、視頻監控系統、專家決策多畫面同步展示；
[0029]生態流量控制模塊，用于根據調度決策模塊給出的調度結果，進行生態流量的控制，包括沿水庫的垂直方向由下至上分別設有導流段、汛期過流段和泄流段；導流段設有導流洞和生態流量孔，生態流量孔的底坎高于導流洞的底坎；汛期過流段設有一組高度不同的過流洞，泄流段設有泄流洞；導流洞和過流洞上均設有封堵閘門和流量計；泄流洞上設有單向閥，生態流量孔包括預埋鋼管，預埋鋼管內設有液控蝶閥。
[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，所述傳感器內均安裝有GPS定位裝置。
[0033]本發明具有以下有益效果:
[0034]能適合不同的供水保證率要求，同時能提供盡可能優化的生態流量過程，有效的保護河流生態系統。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發明的一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統的原理框圖。
[0036]圖2為本發明實施例中固定監測站點子模塊的原理框圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0038]如圖1-2所示，本發明實施例提供了一種考慮河流生態需求的水庫調度管理系統，包括
[0039]水文水質信息采集模塊，由各個功能傳感器組成，用于定時定量檢測采集控制性斷面和通江湖泊控制性站點的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導度、溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、營養鹽和葉綠素參數；
[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視的固定監測站點子模塊，用于流域的控制性水庫、梯級電站和取水口視頻監視的接入站點子模塊和用于流動視頻監視的流動監視點子模塊；
[0041]所述固定監測站點子模塊包括網絡視頻編碼器、本地硬盤存儲、監控攝像機、云臺及云臺解碼器，還包括
[0042]傳感器組，用于檢測攝像機組所監控的范圍，并發送檢測信息；
[0043]主控制器單元，用于接收傳感器組所發送的檢測信息，并根據檢測信息發送的第一控制信息開啟、關閉攝像頭組；
[0044]信息發送單元，用于發送攝像機組所拍攝的畫面信息；
[0045]信息接收單元，用于接收信息發送單元所發送的畫面信息；
[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換為數據信息；
[0047]存儲單元，用于儲存中央處理器轉換得到的數據信息；
[0048]電源模塊，用于為傳感器組、主控制器單元、攝像機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送的檢測信息，并根據檢測信息發送的第二控制信息開啟、關閉照明單元。
[0050]人機操作界面，用于輸入信息調用命令，所述中央處理器根據信息調用命令，從存儲單元中調用人們所需的數據信息；
[0051]液晶顯示屏，用于顯示中央處理器所調用的數據信息；
[0052]所述接入站點子模塊由網絡視頻編碼器和本地硬盤存儲組成，所述流動監視點子模塊由安裝在流動的監測站點上的便攜式無線視頻終端和高清攝像機組成；
[0053]水庫工況接入模塊，用于接入河流上游控制性水庫的實時機組運行工況、庫區水位、下泄水量、氣象等基本水庫調度信息；
[0054]信息傳輸模塊，包括GPRS網絡、有線通信網絡、遠程無線網絡、超遠程無線網絡和電臺通信中的至少一種，無線傳輸終端運用GPRS或3G技術將數據傳出，采集的信息通過無線通信方式進行通信傳輸，并組成流域