本發(fā)明涉及水庫(kù)調(diào)度，特別是涉及一種水庫(kù)調(diào)度方法、一種水庫(kù)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、磷元素是水體中重要的生源要素，是水生生物的生存必須元素，其在水庫(kù)內(nèi)主要以磷酸鹽形式溶于水或沉降，其過(guò)量富集會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而引發(fā)藍(lán)藻水華等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)水庫(kù)的水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成威脅。由于人類(lèi)活動(dòng)的影響，水庫(kù)中磷元素的富集已成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。磷元素在水中以溶解態(tài)和顆粒態(tài)存在，顆粒態(tài)的磷元素往往會(huì)附著在懸浮物上，因此磷元素在水庫(kù)水體中容易積累和沉積。

2、水庫(kù)中磷酸鹽受到水體溫度、ph值、鹽度、水動(dòng)力條件和磷元素形態(tài)等因素的影響，其輸運(yùn)過(guò)程難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，同時(shí)由于水庫(kù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位受限，使得難以得到準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，給水庫(kù)調(diào)度帶來(lái)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(kù)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(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。

2、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種水庫(kù)調(diào)度方法，包括：

3、收集目標(biāo)水庫(kù)的庫(kù)區(qū)信息；

4、構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

5、基于所述庫(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；

6、基于所述庫(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型；

7、通過(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)；

8、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(kù)的調(diào)度方案。

9、可選地，所述庫(kù)區(qū)信息至少包括：所述目標(biāo)水庫(kù)的水流流向坐標(biāo)參數(shù)和垂向流動(dòng)坐標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)水庫(kù)的溫度、酸堿值，和磷元素的含量信息與形態(tài)信息，水流流向參數(shù)以及垂向流動(dòng)參數(shù)。

10、可選地，所述基于所述庫(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)的步驟包括：

11、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(cè)時(shí)間；

12、將所述初始權(quán)值、所述檢測(cè)時(shí)間、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)和所述垂向流動(dòng)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：

13、u(x，y，t)≈us(x，y，t；θ)

14、其中，x為所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)，y為所述垂向流動(dòng)坐標(biāo)參數(shù)，t為所述檢測(cè)時(shí)間、θ為所述初始權(quán)值；u為磷酸鹽濃度，us為所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)磷酸鹽濃度的預(yù)測(cè)值。

15、可選地，所述基于所述庫(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型的步驟包括：

16、基于所述溫度、所述酸堿值、所述磷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；

17、將所述水流流向參數(shù)、所述垂向流動(dòng)參數(shù)、所述磷酸鹽濃度、所述水體吸附與解吸附速率、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)、所述垂向流動(dòng)坐標(biāo)參數(shù)、水流流向參數(shù)以及垂向流動(dòng)參數(shù)輸入至公式二，以構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型，所述公式二為：

18、

19、其中，vx為所述水流流向參數(shù)，vy為所述垂向流動(dòng)參數(shù)，r為所述水體吸附與解吸附速率，dx為所述水流流向參數(shù)、dy為所述垂向流動(dòng)參數(shù)。

20、可選地，所述通過(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型構(gòu)建殘差函數(shù)的步驟包括：

21、將所述預(yù)測(cè)值、所述檢測(cè)時(shí)間、所述水流流向坐標(biāo)參數(shù)、所述垂向流動(dòng)坐標(biāo)參數(shù)、所述初始權(quán)值、所述水流流向參數(shù)、所述垂向流動(dòng)參數(shù)、所述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：

22、

23、其中，e為所述殘差函數(shù)。

24、可選地，所述確定目標(biāo)權(quán)值的步驟包括：

25、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：

26、

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

28、可選地，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)隱藏層。

29、本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種水庫(kù)調(diào)度裝置，包括：

30、庫(kù)區(qū)信息收集模塊，用于收集目標(biāo)水庫(kù)的庫(kù)區(qū)信息；

31、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)；

32、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)確定模塊，用于基于所述庫(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；

33、水庫(kù)二維磷酸鹽輸運(yùn)模型構(gòu)建模塊，用于基于所述庫(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽輸運(yùn)模型；

34、殘差函數(shù)構(gòu)架按模塊，用于通過(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽輸運(yùn)模型構(gòu)建殘差函數(shù)；

35、目標(biāo)權(quán)值確定模塊，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(kù)的調(diào)度方案。

36、本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)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(guò)所述通信總線完成相互間的通信；

37、所述存儲(chǔ)器，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

38、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。

39、本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)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。

40、本發(fā)明實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn)：

41、本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)收集目標(biāo)水庫(kù)的庫(kù)區(qū)信息；構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；基于所述庫(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；基于所述庫(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型；通過(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽運(yùn)輸模型構(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(kù)的調(diào)度方案，從而提升了水庫(kù)調(diào)度的效率和準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種水庫(kù)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(kù)區(qū)信息至少包括：所述目標(biāo)水庫(kù)的水流流向坐標(biāo)參數(shù)和垂向流動(dòng)坐標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)水庫(kù)的溫度、酸堿值，和磷元素的含量信息與形態(tài)信息，水流流向參數(shù)以及垂向流動(dòng)參數(shù)。

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(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(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(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽運(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(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽運(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)包含多個(gè)隱藏層。

8.一種水庫(kù)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(guò)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(kù)調(diào)度方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，收集目標(biāo)水庫(kù)的庫(kù)區(qū)信息；構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；基于所述庫(kù)區(qū)信息通過(guò)所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定用于表征磷酸鹽濃度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)；基于所述庫(kù)區(qū)信息和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出函數(shù)構(gòu)建水庫(kù)二維磷酸鹽輸運(yùn)模型；通過(guò)所述水庫(kù)二維磷酸鹽輸運(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(kù)的調(diào)度方案，從而提升了水庫(kù)調(diào)度的效率和準(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(guó)長(zhǎng)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