本發(fā)明涉及水庫調(diào)度，特別是涉及一種水庫調(diào)度方法、一種水庫調(diào)度裝置、一種電子設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、大型水庫是實(shí)現(xiàn)水資源高效利用的基礎(chǔ)設(shè)施和重要抓手，流域的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市活動(dòng)會(huì)排放高濃度含氮廢水，提升了水庫的氮元素含量，對(duì)水質(zhì)水環(huán)境安全構(gòu)成潛在成脅。水庫中中氮元素具有非均勻分布、時(shí)間變化、多源輸入和生物交互作用等的特點(diǎn)，使得其輸運(yùn)過程難以準(zhǔn)確預(yù)測，同時(shí)由于水庫的數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)位受限，使得難以得到準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，給水庫調(diào)度帶來困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例是提供一種水庫調(diào)度方法、裝置、電子設(shè)備以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

2、本發(fā)明實(shí)施例公開了一種水庫調(diào)度方法，可以包括：

3、收集目標(biāo)水庫的庫區(qū)信息，以及針對(duì)所述目標(biāo)水庫的連通河道的斷面資料；

4、通過所述斷面資料確定針對(duì)所述連通河道的劃分段數(shù)；

5、構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

6、基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；

7、基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素運(yùn)輸模型；

8、通過所述水庫一維氮元素運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)；

9、確定目標(biāo)權(quán)值，并基于所述目標(biāo)權(quán)值調(diào)整所述殘差函數(shù)，并生成針對(duì)所述目標(biāo)水庫的調(diào)度方案。

10、可選地，所述庫區(qū)信息至少可以包括：流動(dòng)參數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、所述目標(biāo)水庫的水流流向坐標(biāo)參數(shù)、溫度、酸堿值、氮元素的含量信息與形態(tài)信息。

11、可選地，所述基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)的步驟可以包括：

12、確定針對(duì)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活函數(shù)的初始權(quán)值和檢測時(shí)間；

13、將所述初始權(quán)值、所述檢測時(shí)間、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)輸入至公式一，確定所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)，所述公式一為：

14、u(x，t)≈us(x，t；θ)

15、其中，x為所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)，t為所述檢測時(shí)間、θ為所述初始權(quán)值；u為硝酸鹽濃度，us為所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)硝酸鹽濃度的預(yù)測值。

16、可選地，所述基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素運(yùn)輸模型的步驟可以包括：

17、基于所述溫度、所述酸堿值、所述氮元素的含量信息與形態(tài)信息確定水體吸附與解吸附速率；

18、將所述流動(dòng)參數(shù)、所述硝酸鹽濃度、所述水體吸附與解吸附速率、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)、所述擴(kuò)散系數(shù)輸入至公式二，以構(gòu)建水庫二維硝酸鹽運(yùn)輸模型，所述公式二為：

19、

20、其中，i為方程組的數(shù)量，所述方程組的數(shù)量大于或等于所述劃分段數(shù)且大于0，ri為第i組方程的水體吸附與解吸附速率，di為第i組方程的擴(kuò)散系數(shù)，v為所述流動(dòng)參數(shù)。

21、可選地，所述通過所述水庫一維氮元素運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)的步驟可以包括：

22、將所述預(yù)測值、所述檢測時(shí)間、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)、所述初始權(quán)值、所述第i組方程的水體吸附與解吸附速率輸入至公式三，以構(gòu)建殘差函數(shù)，所述公式三為：

23、

24、其中，e為所述殘差函數(shù)。

25、可選地，所述確定目標(biāo)權(quán)值的步驟可以包括：

26、確定迭代次數(shù)和學(xué)習(xí)速率，將所述迭代次數(shù)和所述學(xué)習(xí)速率輸入至公式四，以確定目標(biāo)權(quán)值，所述公式四為：

27、

28、其中，n為所述迭代次數(shù)，α為所述學(xué)習(xí)速率。

29、可選地，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以包含兩個(gè)隱藏層。

30、本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種水庫調(diào)度裝置，可以包括：

31、斷面資料收集模塊，用于收集目標(biāo)水庫的庫區(qū)信息，以及針對(duì)所述目標(biāo)水庫的連通河道的斷面資料；

32、劃分段數(shù)確定模塊，用于通過所述斷面資料確定針對(duì)所述連通河道的劃分段數(shù)；

33、物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

34、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)確定模塊，用于基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；

35、水庫一維氮元素輸運(yùn)模型構(gòu)建模塊，用于基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素輸運(yùn)模型；

36、殘差函數(shù)構(gòu)建模塊，用于通過所述水庫一維氮元素運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)；

37、調(diào)度方案生成模塊，用于確定目標(biāo)權(quán)值，并基于所述目標(biāo)權(quán)值調(diào)整所述殘差函數(shù)，并生成針對(duì)所述目標(biāo)水庫的調(diào)度方案。

38、本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種電子設(shè)備，包括處理器、通信接口、存儲(chǔ)器和通信總線，其中，所述處理器、所述通信接口以及所述存儲(chǔ)器通過所述通信總線完成相互間的通信；

39、所述存儲(chǔ)器，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

40、所述處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器上所存放的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明實(shí)施例所述的方法。

41、本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有指令，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如本發(fā)明實(shí)施例所述的方法。

42、本發(fā)明實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn)：

43、本發(fā)明實(shí)施例，通過收集目標(biāo)水庫的庫區(qū)信息，以及針對(duì)所述目標(biāo)水庫的連通河道的斷面資料；通過所述斷面資料確定針對(duì)所述連通河道的劃分段數(shù)；構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素輸運(yùn)模型；通過所述水庫一維氮元素輸運(yùn)模型構(gòu)建殘差函數(shù)；確定目標(biāo)權(quán)值，并基于所述目標(biāo)權(quán)值調(diào)整所述殘差函數(shù)，并生成針對(duì)所述目標(biāo)水庫的調(diào)度方案，從而提升了針對(duì)目標(biāo)水庫進(jìn)行調(diào)度的有效性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種水庫調(diào)度方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述庫區(qū)信息至少包括：流動(dòng)參數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、所述目標(biāo)水庫的水流流向坐標(biāo)參數(shù)、溫度、酸堿值、氮元素的含量信息與形態(tài)信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)的步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素運(yùn)輸模型的步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過所述水庫一維氮元素運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)的步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述確定目標(biāo)權(quán)值的步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含兩個(gè)隱藏層。

8.一種水庫調(diào)度裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器、通信接口、存儲(chǔ)器和通信總線，其中，所述處理器、所述通信接口以及所述存儲(chǔ)器通過所述通信總線完成相互間的通信；

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有指令，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水庫調(diào)度方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過收集目標(biāo)水庫的庫區(qū)信息，以及針對(duì)所述目標(biāo)水庫的連通河道的斷面資料；通過所述斷面資料確定針對(duì)所述連通河道的劃分段數(shù)；構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；基于所述庫區(qū)信息通過所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征硝酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；基于所述庫區(qū)信息、劃分段數(shù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫一維氮元素輸運(yùn)模型；通過所述水庫一維氮元素輸運(yùn)模型構(gòu)建殘差函數(shù)；確定目標(biāo)權(quán)值，并基于所述目標(biāo)權(quán)值調(diào)整所述殘差函數(shù)，并生成針對(duì)所述目標(biāo)水庫的調(diào)度方案，從而提升了針對(duì)目標(biāo)水庫進(jìn)行調(diào)度的有效性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉肖廷,梁犁麗,李昱,張璐,董順,溫棟,戴會(huì)超,劉志武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國長江三峽集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19