面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统

1.本发明涉及水利水域生态调控领域，具体涉及一种面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统。


背景技术：

2.我国在长江、金沙江等流域建成了众多大型水利水电工程，在防洪、发电、灌溉、航运等方面发挥着巨大效益，但筑坝改变了建坝河流原有的水文条件，原分布于库区的产卵场被淹没，产漂流性卵鱼类需要上溯至梯级水库中间的河段进行产卵，同时上游水库对下游产卵场水流、流速造成影响，可能会对水生生物产卵孵化和生长发育产生不利影响。有研究提出可通过水库调度的方式对鱼类产卵的水动力条件加以改善，实现鱼类增产增殖。
3.现有技术中，通过工程措施与非工程措施的配合使用，为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件。但是，现有技术已有调度中常用的固定式测量方案不足以涵盖产卵场整体的生境要素，其测量数据难以支撑精准调控的需求。
4.因此，上述方法不能实现卵鱼类的精准调控。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统方法，旨在解决现有技术中不能实现卵鱼类的精准调控的问题。
6.根据第一方面，本发明实施例提供了一种面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，该系统包括生境监测组件、鱼类感知组件、信息融合组件以及调控组件，其中，生境监测组件与鱼类感知组件相连，鱼类感知组件与信息融合组件相连，调控组件相连与信息融合组件相连；
7.生境监测组件，用于获取目标鱼类的生境因子数据，并将生境因子数据传输至鱼类感知组件；
8.鱼类感知组件，用于获取目标鱼类信息，并接收生境监测组件传输的生境因子数据，并将目标鱼类信息以及生境因子数据传输至信息融合组件；
9.信息融合组件，用于接收气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，并根据气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，生成环境生物融合数据集；
10.信息融合组件，还用于根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率；
11.调控组件，用于根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集；根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数；在目标鱼类产卵后，根据目标鱼类的产卵情况，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方案。
12.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，通过生境监测组件获取目标鱼类的生境因子数据，从而可以保证获取到的目标鱼类的生境因子数据的准确性。通过鱼类感知组件获取目标鱼类信息，从而可以保证获取到的目标鱼类信息的准确性。然后利用信息融合组件将接收到的气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息进行融合，生成环境生物融合数据集，从而保证了生成的环境生物融合数据集的准确性。然后，根据环境生物融合数据集确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，保证了生成的洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集的准确性。然后，根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数；在目标鱼类产卵后，根据目标鱼类的产卵情况，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方案。从而可以根据目标鱼类的繁殖需求，基于洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集生成精细化水库闸门第一精准调控参数以及第二精准调控参数，通过对水库闸门的控制实现对目标鱼类的洄游过程以及产卵过程的精准调控。并在目标鱼类产卵后，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方法。因此，采用该方法可以实现对目标鱼类洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行精准调控，能充分满足产漂流性卵鱼类繁殖的多种生境需求。
13.结合第一方面，在第一方面第一实施方式中根据气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，生成环境生物融合数据集，包括：
14.对离散分布的气象水文数据和生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集；
15.根据环境数据集，建立目标鱼类信息与环境数据集的关系，生成环境生物融合数据集。
16.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，对离散分布的气象水文数据和生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集，从而可以将气象水文数据和生境因子数据进行结合，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集，使得获取到的目标鱼类对应的环境数据集更加准确，从而便于对根据目标鱼类对应的环境数据集进行调控。此外，根据环境数据集，建立目标鱼类信息与环境数据集的关系，生成环境生物融合数据集。从而可以将目标鱼类信息与环境数据集进行结合，使得面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统可以获取到各种环境数据下目标鱼类信息，从而生成环境生物融合数据集。便于面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统根据环境生物融合数据集对目标鱼类的洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行精准调控，充分满足产漂流性卵鱼类繁殖的多种生境需求。
17.结合第一方面，在第一方面第二实施方式中根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，包括：
18.对环境生物融合数据集进行解析，判定各地理位置在预设时间内是否稳定存在目标鱼类数量持续增长现象，并结合各地理位置的地形，确定各产卵场，并对各产卵场进行标记。
19.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，通过对环境生物
融合数据集进行解析，判定各地理位置在预设时间内是否稳定存在目标鱼类数量持续增长现象，并结合各地理位置的地形，确定各产卵场，并对各产卵场进行标记，从而可以保证确定的产卵场的准确性，进而可以根据各产卵场对应的环境生物融合数据集对各产卵场中的目标鱼类的产卵过程进行精准调控。
20.结合第一方面，在第一方面第三实施方式中确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，包括：
21.根据环境生物融合数据集拟合各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线；
22.根据日变化曲线确定日变化曲线对应的拐点时刻，根据拐点时刻以及目标鱼类的发育状况，确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期；
23.根据环境生物融合数据集，获取各产卵场的水温、气温、水域面积、水体容积、入流和出流热通量，计算产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。
24.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据环境生物融合数据集拟合各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线；从而可以保证拟合得到的各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线的准确性。然后，根据日变化曲线确定日变化曲线对应的拐点时刻，根据拐点时刻以及目标鱼类的发育状况，确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期，从而可以保证确定的目标鱼类进入待产阶段的起始日期的准确性。根据目标鱼类进入待产阶段的起始日期，对各产卵场中的目标鱼类的洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行调控时可以更加准确。此外，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统根据环境生物融合数据集，获取各产卵场的水温、气温、水域面积、水体容积、入流和出流热通量，计算产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，从而可以保证计算得到的第一逐日水温变化率的准确性，根据第一逐日水温变化率对各产卵场中的目标鱼类的洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行调控时可以更加准确。
25.结合第一方面，在第一方面第四实施方式中根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集，包括：
26.根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选洄游调控方案；
27.根据预设洄游要求，从多组候选洄游调控方案中确定洄游调控精准数据集。
28.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选洄游调控方案；根据预设洄游要求，从多组候选洄游调控方案中确定洄游调控精准数据集，可以保证确定的洄游调控精准数据集的准确性，进而保证根据洄游调控精准数据集调控水库闸门的准确性。
29.结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成刺激产卵调控精准调控参数集，包括：
30.根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选产卵调控方案；
31.根据预设产卵要求，从多组候选产卵调控方案中确定刺激产卵调控精准调控参数集。
32.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选产卵调控方案；根据预设
产卵要求，从多组候选产卵调控方案中确定刺激产卵调控精准调控参数集，可以保证确定的刺激产卵调控精准调控参数集的准确性，进而保证根据刺激产卵调控精准调控参数集调控水库闸门的准确性。
33.结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，调控组件，还用于获取洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量；根据各产卵场中目标鱼类的下降数量，判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功；若第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案。
34.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，获取洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量；根据各产卵场中目标鱼类的下降数量，判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功；从而可以准确确定各产卵场中目标鱼类的产卵情况，当各产卵场中的第一预设数量的目标鱼类产卵成功，则确定该产卵场中目标鱼类产卵成功。若第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案。也就是说，目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案，从而保证各产卵场中的目标鱼类均可以产卵成功。
35.结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，生成第二次调控方案，包括：
36.根据刺激产卵调控精准调控参数集，生成目标调控数据集；
37.剔除第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场，获取剩余产卵场；
38.计算剩余产卵场对应的在起始日期预设时间段内的第二逐日水温变化率；
39.根据目标调控数据集以及第二逐日水温变化率，生成水库闸门第三精准调控参数。
40.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据刺激产卵调控精准调控参数集，生成目标调控数据集，从而可以保证目标调控数据集的准确性，且与刺激产卵调控精准调控参数集差距不大。剔除第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场，获取剩余产卵场，计算剩余产卵场对应的在起始日期预设时间段内的第二逐日水温变化率，根据目标调控数据集以及第二逐日水温变化率，生成水库闸门第三精准调控参数，从而可以保证对剩余产卵场中目标鱼类进行产卵刺激的准确性。
41.结合第一方面，在第一方面第八实施方式中，生境监测组件由多组测量单元组成，每组测量单元包括潜行器，推进器、定位系统、温度探头、水位探头和数据与充电模块；其中，
42.潜行器，使用电池作为动力源并内置储存芯片用于暂存测量数据；
43.推进器，用于提供潜行器水下巡航及悬停需要的动能；
44.定位系统，用于进行设备定位和导航；
45.温度探头，用于测量水体温度；
46.水位探头，用于测量水深数据；数据与充电模块；
47.数据与充电模块，用于上传测量数据并接入充电电源。
48.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，生境监测组件由多组测量单元组成，每组测量单元包括潜行器，推进器、定位系统、温度探头、水位探头和数据与充电模块，从而可以保证生境检测组件获取到的生境因子数据的准确性。
49.结合第一方面，在第一方面第九实施方式中，鱼类感知组件由多组固定式监测单元组成，每组单元包括锚固装置、供电装置、数据与供电模块、第一拍摄装置、第二拍摄装置和探头组成；其中，
50.锚固装置，用于固定监测单元；
51.供电装置，用于给设备供电；
52.数据与供电模块，用于接收生境监测组件中的测量单元上传的生境因子数据并为各测量单元供电，并上传生境因子数据和目标鱼类信息至信息融合组件；
53.第一拍摄装置和第二拍摄装置，分别用于监控日间和夜间的水下高清图像；
54.探头，用于探测周围水体的目标鱼类密度。
55.本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，鱼类感知组件由多组固定式监测单元组成，每组单元包括锚固装置、供电装置、数据与供电模块、第一拍摄装置、第二拍摄装置和探头组成，从而可以保证鱼类感知组件获取到的目标鱼类信息的准确性。
附图说明
56.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
57.图1是应用本发明实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统的结构图；
58.图2是应用本发明另一实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统的结构图；
59.图3是应用本发明实施例提供的生境监测组件的结构图；
60.图4是应用本发明实施例提供的鱼类感知组件的结构图；
61.图5是应用本发明实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统中调控方法的流程图；
62.图6是应用本发明实施例提供的流域识别的产卵场分布示意图；
63.图7是应用本发明实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统中调控方法的流程图；
64.图8是应用本发明实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统中调控方法的流程图；
65.图9是应用本发明实施例提供的流域控制性水库建库前后温度比较图
66.图10是应用本发明实施例提供的流域部分产卵场水温预测结果；
67.图11是应用本发明实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控下泄流量过程；
68.图12是应用本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图；
69.其中：
70.生境监测组件1；
71.鱼类感知组件2；
72.信息融合组件3；
73.调控组件4；
74.潜行器11；
75.推进器12；
76.定位系统13；
77.温度探头14；
78.水位探头15；
79.数据与充电模块16；
80.锚固装置21；
81.供电装置22；
82.数据与供电模块23；
83.第一拍摄装置24；
84.第二拍摄装置25；
85.探头26；
86.生境因子模块31；
87.鱼类信息模块32；
88.气象水文模块33；
89.数据融合模块34；
90.洄游调控模块41；
91.产卵调控模块42；
92.孵化调控模块43；
93.闸门协同控制模块44。
具体实施方式
94.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
95.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
96.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
97.在本发明的描述中，需要说明的是，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“及/和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
98.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
99.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
100.在本技术一个实施例中，如图1所示，提供了一种面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，该系统包括生境监测组件1、鱼类感知组件2、信息融合组件3以及调控组件4，其中，生境监测组件1与鱼类感知组件2相连，鱼类感知组件2与信息融合组件3相连，调控组件4相连与信息融合组件3相连；
101.生境监测组件1，用于获取目标鱼类的生境因子数据，并将生境因子数据传输至鱼类感知组件2。
102.其中，目标鱼类可以是至少一种产漂流性卵鱼类，其中产漂流性卵鱼类可以是下表中的至少一种。
103.表1产漂流性卵鱼类列表
[0104][0105][0106]
具体地，生境监测组件1可以由多个传感器组件以及一个通信组件组成，生境监测组件1可以利用多个传感器组件获取目标鱼类的生境因子数据，并通过通信组件将获取到的生境因子数据传输至鱼类感知组件2。其中，生境因子数据可以包括位置信息，以及各位置对应的水温、水位等信息。
[0107]
鱼类感知组件2，用于获取目标鱼类信息，并接收生境监测组件1传输的生境因子数据，并将目标鱼类信息以及生境因子数据传输至信息融合组件3。
[0108]
具体地，鱼类感知组件2可以由多个拍摄组件、感知组件以及一个通信组件组成，
拍摄组件可以获取目标鱼类的图像，感知组件可以获取目标鱼类的感知数据，然后，根据目标鱼类的图像以及目标鱼类的感知数据生产目标鱼类信息，并利用通信组件将目标鱼类信息传输给信息融合组件3。
[0109]
信息融合组件3，用于接收气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，并根据气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，生成环境生物融合数据集。
[0110]
信息融合组件3，还用于根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。
[0111]
具体地，信息融合组件3可以对接收到的气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息进行数据处理。然后对处理后的数据进行融合，生成环境生物融合数据集。然后，信息融合组件3根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。
[0112]
调控组件4，用于根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集；根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数；在目标鱼类产卵后，根据目标鱼类的产卵情况，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方案。
[0113]
具体地，调控组件4根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率以及各产卵场的环境信息，生成洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集；根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数；然后根据第一精准调控参数和第二精准调控参数对目标鱼类的洄游过程和产卵过程进行精准调控。在目标鱼类产卵后，根据目标鱼类的产卵情况，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方案。
[0114]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，通过生境监测组件1获取目标鱼类的生境因子数据，从而可以保证获取到的目标鱼类的生境因子的准确性。通过鱼类感知组件2获取目标鱼类信息，从而可以保证获取到的目标鱼类信息的准确性。然后利用信息融合组件3将接收到的气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息进行融合，生成环境生物融合数据集，从而保证了生成的环境生物融合数据集的准确性。然后，根据环境生物融合数据集确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，保证了生成的洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集的准确性。然后，根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数；在目标鱼类产卵后，根据目标鱼类的产卵情况，生成满足鱼卵孵化条件的精准调控方案。从而可以根据目标鱼类的繁殖需求，基于洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集生成精细化水库闸门第一精准调控参数以及第二精准调控参数，通过对水库闸门的控制实现对目标鱼类的洄游过程以及产卵过程的精准调控。并在目标鱼类产卵后，生成满足鱼卵孵化条件的精准
调控方法。因此，采用该方法可以实现对目标鱼类洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行精准调控，能充分满足产漂流性卵鱼类繁殖的多种生境需求。
[0115]
在本技术一个可选的实施方式中，如图2所示，生境监测组件1由多组测量单元组成，每组测量单元包括潜行器11，推进器12、定位系统13、温度探头14、水位探头15和数据与充电模块16；其中，潜行器11，使用电池作为动力源并内置储存芯片用于暂存测量数据；推进器12，用于提供潜行器11水下巡航及悬停需要的动能；定位系统13，用于进行设备定位和导航；温度探头14，用于测量水体温度；水位探头15，用于测量水深数据；数据与充电模块16；数据与充电模块16，用于上传测量数据并接入充电电源。
[0116]
其中，测量单元可以是移动式测量单元，也可以是固定式测量单元；推进器12可以是矢量螺旋桨推进器，也可以是电机推进器，本技术实施例对推进器12不做具体限定。定位系统13可以是usbl超短基线定位系统，也可以是gps定位系统，本技术实施例对定位系统13不做具体限定。温度探头14可以是超声温度探头，也可以是非超声温度探头；水位探头15可以是超声水位探头，也可以是非超声水位探头。示例性的，生境监测组件1中的移动式测量单元结构示意图如图3所示。
[0117]
如图2所示，鱼类感知组件2由多组固定式监测单元组成，每组单元包括锚固装置21、供电装置22、数据与供电模块23、第一拍摄装置24、第二拍摄装置25和探头26组成；其中，锚固装置21，用于固定监测单元；供电装置22，用于给设备供电；数据与供电模块23，用于接收生境监测组件1中的测量单元上传的生境因子数据并为各测量单元供电，并上传生境因子数据和目标鱼类信息至信息融合组件3；第一拍摄装置24和第二拍摄装置25，分别用于监控日间和夜间的水下高清图像；探头26，用于探测周围水体的目标鱼类密度。
[0118]
其中，供电装置22可以是太阳能电池，也可以是锂电池或者其他电池；第一拍摄装置24可以是高清数码相机，也可以是其他其他拍摄装置；第二拍摄装置25可以是近红外数码相机，也可以是其他拍摄装置；探头可以是多频超声探头，也可以是其他探头，本技术实施例对上述组件的类型不做具体限定。示例性的，鱼类感知组件3中的固定式监测单元结构示意图如图4所示。
[0119]
如图2所示，信息融合组件包括生境因子模块31、鱼类信息模块32、气象水文模块33和数据融合模块34组成。其中，生境因子模块31用于处理目标鱼类的生境因子数据，鱼类信息模块32用于识别目标鱼类并获取目标鱼类的密度、数量等分布信息；气象水文模块33用于接收气象站和水文站的预报数据，生成气象水文数据；数据融合模块34用于融合生境因子数据、目标鱼类信息和气象水文数据，构建环境生物融合数据集，为精准调控提供数据集。数据融合模块34还用于根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。
[0120]
如图2所示，调控组件4用于制定和实施面向目标鱼类自然繁殖的精准调控方案，由洄游调控模块41、产卵调控模块42，孵化调控模块43和闸门协同控制模块44。其中，洄游调控模块41用于制定适宜目标鱼类洄游至产卵区域的精准调控方案；产卵调控模块42用于制定刺激亲鱼产卵的精准调控方案；孵化调控模块43用于制定满足漂流性鱼卵孵化条件的精准调控方案；闸门协同控制模块44用于实现机组负荷和闸门开度的协同匹配。
[0121]
在本技术一个可选的实施方式中，产后调控阶段闸门协同控制模块44，用于实现
调控方案的精准化实施，由闸门液压启闭机、控制核心plc、控制服务器以及电站agc机组构成，使用实现机组负荷和闸门开度的协同匹配，工作流程如下：控制核心plc根据中控室下达的洄游调控方案、产卵调控方案和孵化调控方案，连接控制服务器通过等微增算法将机组总负荷过程实现负荷动态分配，分配方案下达至控制核心plc，由控制核心plc根据液压启闭机的行程数据实施标度转换，控制闸门液压启闭机实现开度调整。在运行过程中，控制核心plc进行a/d转换和数字滤波得到系统实际压力值，实施闸门开度的连续监测；生境监测层1监测产卵水域的流速、水位和流量信息，与精准调控参数集进行对比，并将对比数据反馈至控制服务器，控制服务器进行流量时空反演运算生成负荷及开度调整方案，交由控制核心plc操作闸门液压启闭机微调出库流量过程，形成闭环控制。
[0122]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，生境监测组件1由多组测量单元组成，每组测量单元包括潜行器11，推进器12、定位系统13、温度探头14、水位探头15和数据与充电模块16，从而可以保证生境检测组件获取到的生境因子数据的准确性。鱼类感知组件2由多组固定式监测单元组成，每组单元包括锚固装置21、供电装置22、数据与供电模块23、第一拍摄装置24、第二拍摄装置25和探头26组成，从而可以保证鱼类感知组件2获取到的目标鱼类信息的准确性。
[0123]
在本技术一个可选的实施方式中，生境监测组件1和鱼类感知组件2对目标鱼类的产卵区域进行信息采集，具体包括以下内容：
[0124]
(1)设备布设：以生境监测组件1包括多个移动式测量单元为例，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统可以根据各个移动式测量单元可覆盖的产漂流性卵鱼类的产卵水域，既目标鱼类的产卵水域，确定各个移动式测量单元对应的位置。然后，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统根据各个移动式测量单元覆盖区域水下地形，采用快速随机树算法(rrt)为各个移动式测量单元规划三维巡航路线。其中，相邻移动式测量单元间的巡航路线设置预设重叠点位用于数据校验和传递，其中，预设重叠点位可以是5～10个重叠点位，也可以是10～20个重叠点位。
[0125]
鱼类感知组件2中的多组固定式监测单元组成用于监测关键断面的目标鱼类洄游情况并为移动式测量单元提供数据及充电服务，关键断面分布于历史产卵场及弯曲、分汊和矶头等具有特殊形态的河道。
[0126]
(2)信息收集：生境监测组件1和鱼类感知组件2在目标鱼类历史产卵期前一段时间，在产卵区域开始采集生境因子数据和目标鱼类信息；潜行器11在巡航过程中间歇式执行悬停模式进行数据采集，推进器12记录输出的推力和功率数据m1(f,w)；定位系统13记录位置和时间信息m2(x,y,z,t)用于对潜行器11进行定位和导航超声，温度探头14记录的定距传输时间m3(l0,t0)，水位探头15记录的上下回声传输时间m4(t1,t2)；第一摄像组件24和第二摄像组件25分别拍摄的日间和夜间水下高清图像m5和m6；探头26记录复合频率超声回波信号m7。
[0127]
(3)设备组网：构建生境监测组件1、鱼类感知组件2与信息融合组件3间的上行链路通讯网络及移动测量单元与固定式监测单元间的电力网络；使用lora协议构建星形拓扑网络连接多个数据与充电模块16(终端)和单个数据与供电模块23(中心节点)用于小规模数据传输，采用中心节点轮询方式进行自适应传输速率的数据通讯；使用5g通讯方案实现数据与供电接口23(中心节点)与信息融合层3模块间的大规模数据实时通讯，采用串表压
缩算法(lzw)对高清图像进行无损压缩传输；使用近场射频无线充电技术组建数据与充电模块16和数据与供电模块23的无线电力网络，采用磁吸式接口进行模块间对接，保证充电距离在5cm以内，有效传输功率30w以上。
[0128]
在本技术一个可选的实施方式中，如图5所示，信息融合组件3根据气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息，生成环境生物融合数据集；根据环境生物融合数据集，确定目标鱼类用于产卵的产卵场，并确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，具体包含如下步骤：
[0129]
s41、对离散分布的气象水文数据和生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集。
[0130]
s42、根据环境数据集，建立目标鱼类信息与环境数据集的关系，生成环境生物融合数据集。
[0131]
s43、对环境生物融合数据集进行解析，判定各地理位置在预设时间内是否稳定存在目标鱼类数量持续增长现象，并结合各地理位置的地形，确定各产卵场，并对各产卵场进行标记。
[0132]
s44、根据环境生物融合数据集拟合各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线。
[0133]
s45、根据日变化曲线确定日变化曲线对应的拐点时刻，根据拐点时刻以及目标鱼类的发育状况，确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期。
[0134]
s46、根据环境生物融合数据集，获取各产卵场的水温、气温、水域面积、水体容积、入流和出流热通量，计算产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率。
[0135]
具体地，在对离散分布的气象水文数据和生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集之前，信息融合组件3需要对生境因子数据以及目标鱼类信息进行数据校验以及数据预处理。
[0136]
在本技术一个可选的实施方式中，数据校验过程可以如下：
[0137]
信息融合组件3基于协同信任模型构建设备间的信任联系，提取相邻测量单元重叠点位的采样数据，通过连续小波变换(cwt)的方法进行数据序列比对，以波形参数的重合程度进行数据信任赋值；采用中值滤波方法消除数据序列中的偶然误差及图像中的孤立的噪声点，根据数据序列或图像像素的噪率评判数据信任赋值；在数据通讯中，采用循环冗余码校验信道衰弱值和环境噪声干扰，对节点间通信信任值进行判断；滤除数据信任值和通信信任值不达标的数据，产出精准数据样本用于后续分析。
[0138]
在本技术一个可选的实施方式中，信息融合组件3在对接收到的生境因子数据进行数据处理的过程可以如下：
[0139]
信息融合组件3可以根据潜行器11悬停点的流速v1、水温w和水位z，并推求断面流量q：其中，信息融合组件3可以根据功率公式计算水流流速v1＝p/f，p和f分别为推进器12记录输出的功率数据和推力；信息融合组件3可以根据温度探头14记录的定距传输时间，计算定距超声传输速度v2＝l0/t0，根据水温与超声声速的对应曲线确定水温w；水位为水深与河床高程的和z＝l0
×
(t1+t2)/(2
×
t0)+g；然后，结合流速和水位，使用delaunay三角剖分算法对断面流量q进行积分计算，然后使得信息融合组件3可以获取到各个位置的断面流量q、水流流速v1、定距超声传输速度v2、水位z、水温w等信息。
[0140]
在本技术一个可选的实施方式中，信息融合组件3在对接收到的目标鱼类信息进
行数据处理的过程可以如下：
[0141]
信息融合组件3可以使用卷积神经网络对日间和夜间水下高清图像进行图像处理，识别图像中目标鱼类的数量、前进方向及体长信息，根据相机的成像距离和视场角换算图片成像的水体体积，判断图像中目标鱼类的密度f1。
[0142]
具体地，目标鱼类的密度f1计算公式可以如下：
[0143][0144]
其中，nf为图像中目标鱼类的数量，l为成像距离，θ为视场角。
[0145]
以固定式监测单元为节点进行分段，统计各段目标鱼类的净通量，计算各段水域目标鱼类的数量f2；使用采用三层小波变换分解超声回波信号，通过快速傅里叶变换得到对应的频域超声回波信号的幅值，得出各频率下的衰减系数f3，建立f1与f3的数据回归模型g1，其中，各频率下的衰减系数f3下降越快说明目标鱼类的密度越大，因此，使得面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统可以根据各频率下的衰减系数f3确定目标鱼类的密度。
[0146]
在对生境因子数据以及目标鱼类信息进行数据校验以及数据预处理之后，信息融合组件3可以对气象水文数据、生境因子数据以及目标鱼类信息进行信息融合。
[0147]
具体地，信息融合组件3接收产卵流域的气象站和水文站数据发送的气象水文数据，其中，气象水文数据包括干支流流量、气温、水体溶解氧等水文气象点位数据。信息融合组件3对离散分布的气象水文数据和产卵水域的生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集；使用地理加权回归(gwr)模型建立目标鱼类信息与环境数据集的关系，建立环境生物融合数据集。
[0148]
然后，信息融合组件3使用k-均值聚类对环境生物融合数据集进行解析，判定各产卵场在一段时间内段内是否稳定存在目标鱼类数量持续增长现象，结合各段内的水下地形识别弯曲、分汊和矶头河段以识别产卵场，按照上下游顺序进行编号。示例性的，如图6所示，为施流域识别的产卵场分布示意图。
[0149]
信息融合组件3从环境生物融合数据集中提取每日目标鱼类的分布数量，使用逻辑斯蒂增长模型拟合各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线，确定日变化曲线拐点时刻，结合目标鱼类的发育状况，确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期；在起始日期前后进行水温演算，从环境生物融合数据集中提取上游干支流水温数据、流域气象数据及生境因子数据，利用水温和气温计算得到水气交界面热通量ψ，计算产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，计算方法如下：
[0150][0151]
其中，ρ为水体密度，c
p
是水的比热容，w是产卵场水温，dw/dt为待求解的产卵场第一逐日水温变化率，af产卵场水域面积，vf是产卵场水体容积，qiw
iin
和qiw
iout
分别是入流和出流热通量。选择水温达到鱼类产卵需求的时段作为产卵调控的窗口期，窗口期之前的调控是以满足目标鱼类洄游为主。
[0152]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，对离散分布的气象水文数据和生境因子数据的进行空间插值，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据
集，从而可以将气象水文数据和生境因子数据进行结合，得到产卵区域内时空连续分布的环境数据集，使得获取到的目标鱼类对应的环境数据集更加准确，从而便于对根据目标鱼类对应的环境数据集进行调控。此外，根据环境数据集，建立目标鱼类信息与环境数据集的关系，生成环境生物融合数据集。从而可以将目标鱼类信息与环境数据集进行结合，使得面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统可以获取到各种环境数据下目标鱼类信息，从而生成环境生物融合数据集。
[0153]
然后，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统通过对环境生物融合数据集进行解析，判定各地理位置在预设时间内是否稳定存在目标鱼类数量持续增长现象，并结合各地理位置的地形，确定各产卵场，并对各产卵场进行标记，从而可以保证确定的产卵场的准确性，进而可以根据各产卵场对应的环境生物融合数据集对各产卵场中的目标鱼类的产卵过程进行精准调控，充分满足产漂流性卵鱼类繁殖的多种生境需求。
[0154]
此外，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统根据环境生物融合数据集拟合各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线；从而可以保证拟合得到的各产卵场目标鱼类的分布数量的日变化曲线的准确性。然后，根据日变化曲线确定日变化曲线对应的拐点时刻，根据拐点时刻以及目标鱼类的发育状况，确定目标鱼类进入待产阶段的起始日期，从而可以保证确定的目标鱼类进入待产阶段的起始日期的准确性。根据目标鱼类进入待产阶段的起始日期，对各产卵场中的目标鱼类的洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行调控时，可以更加准确。此外，面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统根据环境生物融合数据集，获取各产卵场的水温、气温、水域面积、水体容积、入流和出流热通量，计算产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，从而可以保证计算得到的第一逐日水温变化率的准确性，根据第一逐日水温变化率对各产卵场中的目标鱼类的洄游过程、产卵过程以及鱼卵孵化过程进行调控时可以更加准确。
[0155]
在本技术一个可选的实施方式中，如图7所示，调控组件4根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集，并根据起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成刺激产卵调控精准调控参数集，主要包括如下步骤：
[0156]
s51、根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选洄游调控方案。
[0157]
s52、根据预设洄游要求，从多组候选洄游调控方案中确定洄游调控精准数据集。
[0158]
s53、根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选产卵调控方案。
[0159]
s54、根据预设产卵要求，从多组候选产卵调控方案中确定刺激产卵调控精准调控参数集。
[0160]
其中，调控组件4可以包括洄游调控模块41、产卵调控模块42、调用孵化调控模块43以及闸门协同控制模块44。
[0161]
具体地，调控组件4中的洄游调控模块41可以针对目标鱼类生殖洄游的特点、目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成洄游调控精准数据集用于提供维持洄游河道稳定温和的流速参照条件，避免目标鱼类在洄游过程中体力消耗过度，其中，洄游调控精准数据集包含适宜目标鱼类洄游
的河道的雷诺数、佛汝德数和流速梯度三个关键指标范围。
[0162]
调控组件4中的产卵调控模块42可以根据每个产卵场的位置和地形特点、目标鱼类进入待产阶段的起始日期以及产卵场水温在起始日期预设时间段内的第一逐日水温变化率，生成刺激产卵调控精准调控参数集，用于提供精准刺激产卵的参照条件，包括产卵场调控时段的初始水温、水温日变幅、适宜水温维持时间、初始水位、水位日涨幅、初始流量、流量日涨幅、初始平均流速、平均流速日涨幅、水位上涨持续时间、洪峰过程间隔时间、洪峰过程水位差；并根据产卵场的目标鱼类数量，分配各产卵场调控权重系数。示例性的，如表2所示：
[0163]
表2部分产卵场的产卵调控参数
[0164][0165][0166]
具体地，洄游调控模块41和产卵调控模块42在满足上游水库的防洪要求及正常运行要求的上基本调度线和下基本调度线的区间内制定多组候选洄游调控方案以及候选产卵调控方案。联立一维圣维南方程组并行求解各方案产卵场的流速、水位及流量数据：
[0167][0168]
其中，z为产卵场水位，b为产卵场宽度，v是产卵场流速，q(x，t)是除径流外的地下水及蒸散发水量损失，g是重力加速度，j
x
是产卵场水力坡度。
[0169]
其中，洄游调控模块41的调控目标在维持平稳的洄游生境同时保证发电量最大，目标函数如下：
[0170]
k＝max∑k1jdsjꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0171]
e＝max∑ndt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0172]
其中，k1j为第j段洄游河道对洄游调控精准数据集k1的满足率，河道长度为sj，计算方法为采用正态分布处理各方案演算后的雷诺数、佛汝德数和流速梯度时间序列，取均值
±
3倍方差形成区间与洄游调控精准数据集k1拟定范围的重合率，3个指标的重合率累加为满足率，各段满足率k1j累加为调控时段总满足率k；n为电站发电功率，e为调控时段总发电量；从多组候选洄游调控方案中选取目标函数最大值作为目标洄游调控方案，确定洄游调控精准数据集。
[0173]
产卵调控模块42使用脉冲洪峰刺激目标鱼类产卵，水量调度和发电量调度的目标一致，因此仅使用满足率最大最为目标函数：
[0174]
k＝max∑φjk2jꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0175]
使用各流量方案演算后的生境指标与刺激产卵调控精准调控参数集k2数据集中的12个调控指标进行对比，超出调控指标的满足率为1，不足调控指标的取百分数，逐一对单个产卵场的生境因子数据指标满足率进行求和从各多组候选产卵调控方案中选取目标函数最大值作为目标产卵调控方案，确定刺激产卵调控精准调控参数集。
[0176]
在确定了洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集之后，调控组件4可以根据洄游调控精准数据集以及刺激产卵调控精准调控参数集，分别生成水库闸门第一精准调控参数和第二精准调控参数。其中，第一精准调控参数可以包括洄游下泄流量调控参数，第二精准调控参数可以包括产卵下泄流量调控参数。
[0177]
具体地，调控组件4根据洄游调控精准数据集确定洄游下泄流量调控参数，闸门协同控制模块44根据洄游下泄流量调控参数，按照机组负荷动态调节机制将下泄流量分解至多个闸门，协同分配闸门开度，在调度期将设定的流量过程准确地排放至下游河道，并预留机组容量和闸门裕度用于反馈调节，保证高强度调峰调频任务下机组运行的稳定性。
[0178]
调控组件4根据刺激产卵调控精准调控参数集确定产卵下泄流量调控参数，闸门协同控制模块44根据产卵下泄流量调控参数，按照机组负荷动态调节机制将下泄流量分解至多个闸门，协同分配闸门开度，在调度期将设定的流量过程准确地排放至下游河道，并预留机组容量和闸门裕度用于反馈调节，保证高强度调峰调频任务下机组运行的稳定性。
[0179]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选洄游调控方案；根据预设洄游要求，从多组候选洄游调控方案中确定洄游调控精准数据集，可以保证确定的洄游调
控精准数据集的准确性，进而保证根据洄游调控精准数据集调控水库闸门的准确性。此外，根据起始日期以及第一逐日水温变化率，在满足预设要求的情况下生成多组候选产卵调控方案；根据预设产卵要求，从多组候选产卵调控方案中确定刺激产卵调控精准调控参数集，可以保证确定的刺激产卵调控精准调控参数集的准确性，进而保证根据刺激产卵调控精准调控参数集调控水库闸门的准确性。
[0180]
在本技术一个可选的实施方式中，调控组件4，还用于获取洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量；根据各产卵场中目标鱼类的下降数量，判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功；若第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案。
[0181]
具体地，信息融合组件3更新洪峰后各产卵场目标鱼类的数量，更新洪峰后目标鱼类的密度和超声回波衰减系数的数据回归模型，使用智能算法反演鱼卵或幼鱼分布引起的超声回波衰减系数降低，建立鱼卵(幼鱼)密度与回归模型参数变量δg间的对应关系f5＝αlogδg+β,其中为α和β为拟合参数。从而使得调控组件4可以获取到洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量以及各产卵场鱼卵密度的增长量。
[0182]
然后，调控组件4根据洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量以及各产卵场鱼卵密度的增长量，判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功。
[0183]
可选的，调控组件4可以判断各产卵场鱼卵密度是否持续增长，且洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量是否大于预设阈值，判断判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功。
[0184]
示例性的，若产卵场下游监测到鱼卵密度持续增长，且洪峰后各产卵场目标鱼类的数量f4低于产卵前目标鱼类的数量f2的30％，即f4/f2＜0.3，也就是说洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量大于70％，则表明该产卵场大部分目标鱼类已经完成产卵离开产卵场。调控组件4确定各产卵场中的第一预设数量的目标鱼类产卵成功。其中，第一预设数量可以是70％，也可以是80％，本技术实施例对第一预设数量不做具体限定。
[0185]
然后，调控组件4判断第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量。
[0186]
示例性的，调控组件4可以统计满足第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场占总产卵场的比例w；如w≤0.8，则调用产卵调控模块42制定二次洪峰调控方案，如w》0.8，则调用孵化调控模块43制定鱼卵孵化调控方案。
[0187]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，获取洪峰后各产卵场中目标鱼类的下降数量；根据各产卵场中目标鱼类的下降数量，判断各产卵场中的是否第一预设数量的目标鱼类产卵成功；从而可以准确确定各产卵场中目标鱼类的产卵情况，当各产卵场中的第一预设数量的目标鱼类产卵成功，则确定该产卵场中目标鱼类产卵成功。若第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案。也就是说，目标鱼类产卵成功的产卵场的数量小于等于第二预设数量，则生成第二次调控方案，从而保证各产卵场中的目标鱼类均可以产卵成功。
[0188]
在本技术一个可选的实施方式中，如图8所示，上述调控组件4生成第二次调控方案，包括：
[0189]
s61、根据刺激产卵调控精准调控参数集，生成目标调控数据集。
[0190]
s62、剔除第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场，获取剩余产卵场。
[0191]
s63、计算剩余产卵场对应的在起始日期预设时间段内的第二逐日水温变化率。
[0192]
s64、根据目标调控数据集以及第二逐日水温变化率，生成水库闸门第三精准调控参数。
[0193]
具体地，调控组件4中的产卵调控模块43可以根据刺激产卵调控精准调控参数集，生成目标调控数据集。
[0194]
可选的，产卵调控模块43可以将刺激产卵调控精准调控参数集向上或者向下进行适应性调整，生成目标调控数据集。
[0195]
示例性的，产卵调控模块43可以将产卵场刺激产卵调控精准调控参数集的数值上浮5～15％。
[0196]
然后剔除第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场，获取剩余产卵场。利用上述实施例中相同的方法，计算剩余产卵场对应的在起始日期预设时间段内的第二逐日水温变化率。然后，根据目标调控数据集以及第二逐日水温变化率，生成水库闸门第三精准调控参数。根据水库闸门第三精准调控参数，闸门协同控制模块44按照机组负荷动态调节机制将下泄流量分解至多个闸门，协同分配闸门开度，在调度期将设定的流量过程准确地排放至下游河道，并预留机组容量和闸门裕度用于应急控制，保证高强度调峰调频任务下机组运行的稳定性。
[0197]
其中，闸门协同控制模块44用于实现调控方案的精准化实施，由闸门液压启闭机、控制核心plc、控制服务器以及电站agc机组构成，使用实现机组负荷和闸门开度的协同匹配，工作流程如下：控制核心plc根据中控室下达的洄游调控方案、产卵调控方案和孵化调控方案，连接控制服务器通过等微增算法将机组总负荷过程实现负荷动态分配，分配方案下达至控制核心plc，由控制核心plc根据液压启闭机的行程数据实施标度转换，控制闸门液压启闭机实现开度调整。在运行过程中，控制核心plc进行a/d转换和数字滤波得到系统实际压力值，实施闸门开度的连续监测；生境监测组件1监测产卵水域的流速、水位和流量信息，与精准调控参数集进行对比，并将对比数据反馈至控制服务器，控制服务器进行流量时空反演运算生成负荷及开度调整方案，交由控制核心plc操作闸门液压启闭机微调出库流量过程，形成闭环控制。
[0198]
在全部产卵场中的目标鱼类完成产卵之后，孵化调控模块43制定保障漂流性卵鱼卵顺利发育的流速方案，将鱼卵适宜发育的流速带入一维圣维南方程组中，反演水库下泄流量过程。
[0199]
本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，根据刺激产卵调控精准调控参数集，生成目标调控数据集，从而可以保证目标调控数据集的准确性，且与刺激产卵调控精准调控参数集差距不大。剔除第一预设数量的目标鱼类产卵成功的产卵场，获取剩余产卵场，计算剩余产卵场对应的在起始日期预设时间段内的第二逐日水温变化率，根据目标调控数据集以及第二逐日水温变化率，生成水库闸门第三精准调控参数，从而可以保证对剩余产卵场中目标鱼类进行产卵刺激的准确性。
[0200]
为了更加清楚地了解本技术实施例提供的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，本技术实施例以具体实施例进行详细介绍，
[0201]
河流上的控制性水库建库后，水文情势与水温发生了明显变化，会对鱼类繁殖产
生影响，因此需要对目标鱼类的产卵繁殖过程进行进行精准调控。如图9所示为流域控制性水库建库前后温度比较图。
[0202]
在本技术实施例中，以产卵期为6月至7月的产漂流性卵鱼类优势物种作为目标鱼类，实施例的精准调控工作自5月1号开始，布置多组移动式测量单元和固定式监测单元使其覆盖整个产卵区域，并进行设备组网。使用快速搜索随机树(rrt)算法为移动式测量单元中的潜行设备单元进行巡航路线规划。潜行器11每昼夜执行6次巡航任务，每次巡航时间为90～120分钟，每隔3分钟执行一次悬停模式进行数据采集，采集矢量螺旋桨推进器12输出的推力和功率数据，usbl超短基线定位系统13记录的位置和时间信息，超声温度探头14记录的定距传输时间，超声水位探头15记录的上下回声传输时间，高清数码相机和拍摄日间水下图像，近红外数码相机用于采集夜间水下图像，多频超声探头记录复合频率超声回波信号。
[0203]
信息融合组件3对于实时数据，统计历史产卵场和潜在产卵场共17处及各产卵场面积根据地形特征，按照上下游顺序进行编号；使用逻辑斯蒂增长模型对亲鱼的数量进行分析，结合鱼类的发育状况预测目标鱼类进入待产阶段的日期d1为6月14日。信息融合组件3中的气象水文模块收集预估产卵日6月份的流域内气象站和水文站的气温预报和上游干支流水温数据，计算各产卵场的水温变化趋势，图10列出了部分产卵场计算得到的水温日，选择水温达到适宜温度的6月17日至6月20日窗口期作为高温窗口期定位调控时段。
[0204]
窗口期前调控组件4中的洄游调控模块41营造适宜目标鱼类洄游的雷诺数、佛汝德数和流速梯度；窗口期内调控组件4中的产卵调控模块42实施刺激产卵的调控方案，部分产卵场刺激产卵调控精准调控参数集；在上游水库的防洪要求及正常运行要求的上基本调度线和下基本调度线的区间内，实施流量方案优选。产卵调控方案实施后，信息融合组件3中的鱼类信息模块分析洪峰过后的目标鱼类产卵状况和鱼卵密度，结果表明17处产卵场仅有6处下游的固定监测单元探测到漂流性鱼卵显著增长，产卵场的亲鱼数量下降至洪峰前的30％以下。因此，重新计算水温窗口期，实施二次洪峰刺激其他11处产卵场产卵，将剩余11处产卵的洪峰调控指标上浮12％，重新选择水温窗口期6月26日至6月29日实施二次洪峰产后精准调控。二次洪峰经过产卵场后，鱼类信息模块32分析监测后的结果表明，新增8处产卵场下游监测到大规模的漂流性鱼卵现象，产卵场内的亲鱼数量下降至洪峰前的30％以下，表明大部分目标鱼类已完成产卵过程离开产卵场。产后精准调控切换为鱼卵漂流方案，水库下泄较为稳定的流量过程持续5～7日，用于保证鱼卵漂流发育所需的流速条件。
[0205]
图11给出了此次面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控水库的下泄流量过程，其中6月15日前的流量过程为洄游精准调控，6月16日至6月20日的洪峰过程为第一次产卵精准调控，6月27日至6月30日间为第二次产卵精准调控，7月1日后的流量过程用于保证第二批鱼卵顺利漂流发育。
[0206]
应该理解的是，虽然图5、图7、以及图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5、图7、以及图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部
分轮流或者交替地执行。
[0207]
如图12所示，图12是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以是面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统中的一部分，如图12所示，该电子设备可以包括：至少一个处理器71，例如cpu(central processing unit，中央处理器)，至少一个通信接口73，存储器74，至少一个通信总线72。其中，通信总线72用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口73可以包括显示屏(display)、键盘(keyboard)，可选通信接口73还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器74可以是高速ram存储器(random access memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器74可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器71的存储装置。其中处理器71可以结合图1所描述的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控系统，存储器74中存储应用程序，且处理器71调用存储器74中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。
[0208]
其中，通信总线72可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。通信总线72可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0209]
其中，存储器74可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：ssd)；存储器74还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0210]
其中，处理器71可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：cpu)，网络处理器(英文：network processor，缩写：np)或者cpu和np的组合。
[0211]
其中，处理器71还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：asic)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：cpld)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：fpga)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic,缩写：gal)或其任意组合。
[0212]
可选地，存储器74还用于存储程序指令。处理器71可以调用程序指令，实现如本技术上述实施例中所示的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控方法。
[0213]
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的面向产漂流性卵鱼类繁殖的精准调控方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0214]
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所
限定的范围之内。