一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明环境保护与资源综合利用技术领域，特别是指一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统。
【背景技术】
[0002]水库是人类重新分配水资源时空分布的重要手段，担负着防洪、发电、航运、供水等多方面的功能与任务，成为促进社会文明进步的重要手段之一。水库调度技术是实现水库正常运行的必备手段之一。采用水库优化调度和经济运行管理水库运行，具有投资少、效益大、需求高以及前景广等优点。
[0003]对于水库中长期优化调度问题，常采用调度函数(如线性函数、神经网络、模糊方法、决策树等)和调度图等水库调度规则型式，但这些型式以经验为主，理论依据薄弱，特别对于水库群调度尚无通用的调度规则型式。因此，研宄水库调度规则型式，以解决水库调度规则的不确定性，是国内外水库调度研宄的重点和难点问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统，能适合不同的供水保证率要求，同时能提供尽可能优化的生态流量过程，有效的保护河流生态系统。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统，包括
[0006]水文水质信息采集模块，由各个功能传感器组成，用于定时定量检测采集控制性断面和通江湖泊控制性站点的流量、流速、水位、水温、泥沙、浊度、酸碱度、电导度、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、营养盐和叶绿素参数；
[0007]视频信息采集模块，包括用于重要控制断面和排污口视频监视的固定监测站点子模块，用于流域的控制性水库、梯级电站和取水口视频监视的接入站点子模块和用于流动视频监视的流动监视点子模块；
[0008]所述固定监测站点子模块包括网络视频编码器、本地硬盘存储、监控摄像机、云台及云台解码器，还包括
[0009]传感器组，用于检测摄像机组所监控的范围，并发送检测信息；
[0010]主控制器单元，用于接收传感器组所发送的检测信息，并根据检测信息发送的第一控制信息开启、关闭摄像头组；
[0011]信息发送单元，用于发送摄像机组所拍摄的画面信息；
[0012]信息接收单元，用于接收信息发送单元所发送的画面信息；
[0013]中央处理器，用于接收信息接收单元接收到的画面信息并转换为数据信息；
[0014]存储单元，用于储存中央处理器转换得到的数据信息；
[0015]电源模块，用于为传感器组、主控制器单元、摄像机组提供电源的电源模块。
[0016]照明单元，所述主控制器单元，还用于接收传感器组所发送的检测信息，并根据检测信息发送的第二控制信息开启、关闭照明单元。
[0017]人机操作界面，用于输入信息调用命令，所述中央处理器根据信息调用命令，从存储单元中调用人们所需的数据信息；
[0018]液晶显示屏，用于显示中央处理器所调用的数据信息；
[0019]所述接入站点子模块由网络视频编码器和本地硬盘存储组成，所述流动监视点子模块由安装在流动的监测站点上的便携式无线视频终端和高清摄像机组成；
[0020]水库工况接入模块，用于接入河流上游控制性水库的实时机组运行工况、库区水位、下泄水量、气象等基本水库调度信息；
[0021]信息传输模块，包括GPRS网络、有线通信网络、远程无线网络、超远程无线网络和电台通信中的至少一种，无线传输终端运用GPRS或3G技术将数据传出，采集的信息通过无线通信方式进行通信传输，并组成流域水文水质无线传感器监测分布式网络，通过协议协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，再将采集来的数据信息，通过优化后经无线通讯传输到流域水文水质信息处理中心；
[0022]数据预处理模块，用于数据接受和存储、标准化预处理、水文短期预报分析；
[0023]数据预处理模块包括信息库子模块和水文预报子模块，所述的信息库子模块用于接受并标准化集中存储所采集的水文信息和水库工况数据；所述的水文预报子模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，利用采集的水文信息、水库工况数据生成短期水文预报信息，供调度决策模块使用；
[0024]调度决策模块，包括水库群联合调度分析子模块和专家决策分析子模块；所述的水库群联合调度分析子模块，针对接收到的数据预处理模块的水库工况信息，采用多分组差分进化算法优化计算得到有利于改善河流生态情况的水库群联合调度方案；所述的专家决策分析子模块接收水库群联合调度分析子模块所得水库群联合调度备选方案，对不同水库群联合调度备选方案所引发的生态变化趋势进行比较，提出最终的调度决策方案；
[0025]流域监测中心模块，由视频转发服务器、视频管理服务器、视频数据管理服务器和视频工作站组成，用于流域视频监测；
[0026]远程视频监控模块，采用集中监控服务模式，通过安装和部署的视频监控、存储、管理和服务设备，用于流域监测中心和水调值班监控室对固定视频监控对象、流动监视对象的远程视频监视监控和视频接入点的视频监视；
[0027]水文水质信息管理系统，由数据库管理子系统和应用支撑平台子系统组成，用于辅以形成水文水质预警管理、水量调度管理、水质监控管理和综合信息服务；所述数据库管理子系统，用以通过流域水文水质数据中心的数据存储和管理平台，形成工程基础数据库、遥感影像数据库、基础地理数据库、社会经济数据库这些公共基础数据库，同时形成服务于各业务应用的适合全流域实际情况的调度管理数据库、运行工况数据库、实时监测数据库、水情数据库、水质数据库、视频监控数据库、气象数据库这些专业数据库；所述应用支撑平台子系统，用于平台硬件系统的部署，应用服务中间件、应用系统整合及数据交换组件及GIS服务构件的部署配置，通用服务的部署，专用服务的部署，覆盖数据采集、传输、处理、存储、应用、决策辅助和发布各个环节；
[0028]人机交互模块，由高性能服务器及其显示终端组成，对水文数据、水库工况信息、数据预处理中间过程、调度决策结果进行图像化展示；同时用于实现监测信息图形化、预测结果显示、操作员站、管理终端、视频监控系统、专家决策多画面同步展示；
[0029]生态流量控制模块，用于根据调度决策模块给出的调度结果，进行生态流量的控制，包括沿水库的垂直方向由下至上分别设有导流段、汛期过流段和泄流段；导流段设有导流洞和生态流量孔，生态流量孔的底坎高于导流洞的底坎；汛期过流段设有一组高度不同的过流洞，泄流段设有泄流洞；导流洞和过流洞上均设有封堵闸门和流量计；泄流洞上设有单向阀，生态流量孔包括预埋钢管，预埋钢管内设有液控蝶阀。
[0030]其中，所述传感器包括流速传感器、流量传感器、水压传感器、水温传感器、含氧量传感器和PH值传感器。
[0031 ] 其中，所述传感器组是由若干红外线传感器组成。
[0032]其中，所述传感器内均安装有GPS定位装置。
[0033]本发明具有以下有益效果:
[0034]能适合不同的供水保证率要求，同时能提供尽可能优化的生态流量过程，有效的保护河流生态系统。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统的原理框图。
[0036]图2为本发明实施例中固定监测站点子模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0038]如图1-2所示，本发明实施例提供了一种考虑河流生态需求的水库调度管理系统，包括
[0039]水文水质信息采集模块，由各个功能传感器组成，用于定时定量检测采集控制性断面和通江湖泊控制性站点的流量、流速、水位、水温、泥沙、浊度、酸碱度、电导度、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、营养盐和叶绿素参数；
[0040]视频信息采集模块，包括用于重要控制断面和排污口视频监视的固定监测站点子模块，用于流域的控制性水库、梯级电站和取水口视频监视的接入站点子模块和用于流动视频监视的流动监视点子模块；
[0041]所述固定监测站点子模块包括网络视频编码器、本地硬盘存储、监控摄像机、云台及云台解码器，还包括
[0042]传感器组，用于检测摄像机组所监控的范围，并发送检测信息；
[0043]主控制器单元，用于接收传感器组所发送的检测信息，并根据检测信息发送的第一控制信息开启、关闭摄像头组；
[0044]信息发送单元，用于发送摄像机组所拍摄的画面信息；
[0045]信息接收单元，用于接收信息发送单元所发送的画面信息；
[0046]中央处理器，用于接收信息接收单元接收到的画面信息并转换为数据信息；
[0047]存储单元，用于储存中央处理器转换得到的数据信息；
[0048]电源模块，用于为传感器组、主控制器单元、摄像机组提供电源的电源模块。
[0049]照明单元，所述主控制器单元，还用于接收传感器组所发送的检测信息，并根据检测信息发送的第二控制信息开启、关闭照明单元。
[0050]人机操作界面，用于输入信息调用命令，所述中央处理器根据信息调用命令，从存储单元中调用人们所需的数据信息；
[0051]液晶显示屏，用于显示中央处理器所调用的数据信息；
[0052]所述接入站点子模块由网络视频编码器和本地硬盘存储组成，所述流动监视点子模块由安装在流动的监测站点上的便携式无线视频终端和高清摄像机组成；
[0053]水库工况接入模块，用于接入河流上游控制性水库的实时机组运行工况、库区水位、下泄水量、气象等基本水库调度信息；
[0054]信息传输模块，包括GPRS网络、有线通信网络、远程无线网络、超远程无线网络和电台通信中的至少一种，无线传输终端运用GPRS或3G技术将数据传出，采集的信息通过无线通信方式进行通信传输，并组成流域