水利行业水库库容监测系统及实现方法与流程

1.本发明涉及水库库容监测技术领域，具体地说是一种水利行业水库库容监测系统及实现方法。


背景技术：

2.水利工程(hydraulic engineering)是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源与环境而修建的各项工程建设的总称。防洪、除涝、灌溉、发电、供水、围垦、水土保持、移民、水资源保护等工程(包括新建、扩建、改建、加固、修复)及其配套和附属工程的统称。
3.水库某一水位以下或两水位之间的蓄水容积。表征水库规模的主要指标。通常均指坝前水位水平面以下的静库容。校核洪水位(关系水库安全的水位)以下的水库容积称总库容；校核洪水位与防洪限制水位(水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位)间的水库容积称调洪库容，当汛期内防洪限制水位变化时，指校核洪水位与最低的防洪限制水位间的库容；防洪高水位(下游防护区遭遇设计洪水时，水库达到的最高洪水位)与防洪限制水位间的水库容积称防洪库容，当汛期内防洪限制水位变化时，指防洪高水位与最低的防洪限制水位间的库容；正常蓄水位与死水位(水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位)间的水库容积称兴利库容，又称调节库容，在正常运用情况下，其中的水可用于供水、灌溉、水力发电、航运等兴利用途；正常蓄水位与防洪限制水位之间的水库容积称重叠库容，是防洪库容或调洪库容与兴利库容之间的共用部分；死水位以下的水库容积称死库容，又称垫底库容，它不参加径流调节，只在战备、检修等特殊情况下才允许排放。库容值可由地形图量测计算，也可用地形法或断面法进行实地测量，再经计算获得。
4.目前，数字化转型针对越来越多的行业而言变得重要且紧急。如何更好地利用数据已经成为数字化转型的关键，而数据的精确度往往决定产品的核心竞争力及价值，基于水利行业而言，水库库容的多少严重影响各种应急预案的制定、供取水计划的制定等其他民生问题。截止目前被大众所熟知的算术计算水库库容的误差较大，往往不能精确的反应实际情况，容易产生较大的误差并且手动计算工作量大容易产生问题。后端功能的开发主要基于具体的业务，业务实现又依托与数据，如何对数据进行正确的处理是保证业务实现的重要依据。


技术实现要素：

5.本发明的技术任务是提供一种水利行业水库库容监测系统及实现方法，来解决目前计算库容值的方法，不仅精度低，而且过程繁琐的问题。
6.本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种水利行业水库库容监测系统，该系统包括，
7.水位数据输入校验模块，用于根据实时监测站上报信息获取水库实时水位，并对水位信息进行数据处理；
8.库容曲线对比模块，用于将当前水位和水库库容曲线信息进行对比，判断是否存
在一一对应的水库库容值；
9.库容曲线拟合模块，用于以现在库容曲线数据为基础，依赖多项式曲线拟合规则进行多项式拟合；
10.库容获取模块，用于获取当前水位库容值；
11.判断模块，用于判断当前水位库容值是否在库容曲线范围内；
12.回填模块，用于将最终的水位库容值数据回填到库容曲线表计库容信息记录表，供后续使用。
13.作为优选，所述水位数据输入校验模块对水位信息进行数据处理具体如下：
14.阈值校验；
15.预处理：排除垃圾数据或非法数据的影响。
16.更优地，当库容曲线对比模块中不存在一一对应的水库库容值时，使用多项式进行数据拟合。
17.更优地，所述库容曲线拟合模块中的多项式拟合进行三次，分别生成3次方、2次方、1次方和0次方的库容系数和拟合率。
18.更优地，当前水位库容值v的计算公式如下：
19.v＝3次方库容系数*水位*水位*水位 2次方库容系数*水位*水位 1次方库容系数*水位 0次方库容系数。
20.更优地，判断当前水位库容值是否在库容曲线范围内具体如下：
21.若不在库容曲线范围内，则在水位库容曲线表查询数据，根据一次线性方程计算当前水位对应的库容值。
22.一种水利行业水库库容监测实现方法，该实现方法是通过输入水库的水位后，直接通过后台获取水库库容，并将获取的数据添加到新的数据库表中；具体如下：
23.s1、通过物联网水位测站进行水库水位实时监测，数据记录至水位信息表；
24.s2、查询数据库中水库水位，输入至可视化界面的水位输入框；
25.s3、根据水位在水位库容曲线表查询对应库容信息；
26.s4、以现有库容曲线数据为基础，依赖多项式曲线拟合规则拟合各个测站对应库容系数及拟合率；
27.s5、使用生成的库容系数获取当前水位库容值；
28.s6、将获取的当前水位库容值回填至库容历史数据表。
29.作为优选，所述步骤s4中的多项式曲线拟合规则具体如下：
30.多项式拟合进行三次，分别生成3次方、2次方、1次方和0次方的库容系数和拟合率。
31.作为优选，所述步骤s5中的当前水位库容值v计算公式如下：
32.v＝3次方库容系数*水位*水位*水位 2次方库容系数*水位*水位 1次方库容系数*水位 0次方库容系数。
33.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的水利行业水库库容监测实现方法。
34.本发明的水利行业水库库容监测系统及实现方法具有以下优点：
35.(一)本发明能够更加方便、精准的计算水库实时水位对应的水库库容值，为预警、
决策提供高精度的参考；
36.(二)本发明所使用的方法可以推广至其他领域中的精准计算；
37.(三)本发明有效的提升水利行业数据智能的精度，数据更加精确的反应事实数据，供使用单位参考；
38.(四)本发明已经应用在多地智慧水网项目中，数据精度得到使用单位及行业认可；
39.(五)本发明依赖java开发语言及python编译脚本，开发出可视化库容计算工具，同时具有处理效率高、处理量大、精准度高就容易推广的优点；
40.(六)本发明开发水库库容计算平台，通过水库水位经过不同方式的计算，获得高精度的水库库容值；并将计算后的数据保存到数据库，提高数据读取的效率及精度。
附图说明
41.下面结合附图对本发明进一步说明。
42.附图1为水利行业水库库容监测系统的结构框图；
43.附图2为水利行业水库库容监测实现方法的流程框图。
具体实施方式
44.参照说明书附图和具体实施例对本发明的水利行业水库库容监测系统及实现方法作以下详细地说明。
45.实施例1：
46.如附图1所示，本发明的水利行业水库库容监测系统，该系统包括，
47.水位数据输入校验模块，用于根据实时监测站上报信息获取水库实时水位，并对水位信息进行阈值校验和预处理，排除垃圾数据或非法数据的影响。
48.库容曲线对比模块，用于将当前水位和水库库容曲线信息进行对比，判断是否存在一一对应的水库库容值：
49.若否，则使用多项式进行数据拟合。
50.库容曲线拟合模块，用于以现在库容曲线数据为基础，依赖多项式曲线拟合规则进行三次多项式拟合，分别生成3次方、2次方、1次方和0次方的库容系数和拟合率。
51.库容获取模块，用于获取当前水位库容值；
52.判断模块，用于判断当前水位库容值是否在库容曲线范围内：
53.若不在库容曲线范围内，则在水位库容曲线表查询数据，根据一次线性方程计算当前水位对应的库容值。
54.回填模块，用于将最终的水位库容值数据回填到库容曲线表计库容信息记录表，供后续使用。
55.本实施例中的当前水位库容值v的计算公式如下：
56.v＝3次方库容系数*水位*水位*水位 2次方库容系数*水位*水位 1次方库容系数*水位 0次方库容系数。
57.实施例2：
58.如附图2所示，本实施例提供了一种水利行业水库库容监测实现方法，该实现方法
是通过输入水库的水位后，直接通过后台获取水库库容，并将获取的数据添加到新的数据库表中；具体如下：
59.s1、通过物联网水位测站进行水库水位实时监测，数据记录至水位信息表；
60.s2、查询数据库中水库水位，输入至可视化界面的水位输入框；
61.s3、根据水位在水位库容曲线表查询对应库容信息；
62.s4、以现有库容曲线数据为基础，依赖多项式曲线拟合规则拟合各个测站对应库容系数及拟合率；
63.s5、使用生成的库容系数获取当前水位库容值；
64.s6、将获取的当前水位库容值回填至库容历史数据表。
65.本实施例步骤s4中的多项式曲线拟合规则具体如下：
66.多项式拟合进行三次，分别生成3次方、2次方、1次方和0次方的库容系数和拟合率。
67.本实施例步骤s5中的当前水位库容值v计算公式如下：
68.v＝3次方库容系数*水位*水位*水位 2次方库容系数*水位*水位 1次方库容系数*水位 0次方库容系数。
69.实施例3：
70.本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的水利行业水库库容监测实现方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或cpu或mpu)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
71.在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
72.用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如cd-rom、cd-r、cd-rw、dvd-rom、dvd-rym、dvd-rw、dvd rw)、磁带、非易失性存储卡和rom。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
73.此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
74.此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的cpu等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
75.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。