CN106022612A - 流域防洪调度方案仿真系统 - Google Patents

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李辉
张忠波
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姜晓明
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Abstract

本发明涉及流域防洪调度领域，尤其涉及流域防洪调度方案仿真系统，包括分别与数据存储单元连接的基础数据采集系统、实时水雨情采集系统、数据处理系统、调度方案接收系统、数据查询展示系统、调度方案检索与选择单元、调度方案仿真系统。本发明提供的流域防洪调度方案仿真系统，针对某一流域，能按用户选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对该防洪调度方案进行可视化仿真和模拟，能够反映出流域中各水库的蓄泄过程以及洪水在流域河系中的动态演进过程，提高防洪调度决策的效率。

Description

流域防洪调度方案仿真系统
技术领域
本发明涉及流域防洪调度领域，尤其涉及一种流域防洪调度方案仿真系统。
背景技术
我国地域辽阔，河流众多，受季风气候影响洪涝灾害频繁。近年来，受气候变化影响，极端天气系统及洪涝灾害事件频发，洪涝灾害造成的直接经济损失仍比较严重，防洪工程体系的防洪压力进一步增大。对现有防洪工程体系进行科学合理的调度，对于提高现有防洪工程体系防洪能力、减轻洪涝灾害意义重大。
流域防洪调度系统是提高流域防洪工程体系防洪能力、减轻洪灾损失的重要非工程措施之一，在防汛工作中发挥了巨大作用。然而，现有防洪调度系统主要侧重于水文和水力学模型方面，专业性较强，计算结果可视化仿真方面较为薄弱，无法直观地展示防洪调度方案中洪水在河道中的演进情况以及水库本身的调蓄过程，在一定程度上影响了防洪调度决策的效率。
发明内容
针对现有防洪调度系统存在的上述问题，本发明现提供一种旨在对全流域防洪调度方案进行直观可视化仿真和模拟的流域防洪调度方案仿真系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
流域防洪调度方案仿真系统，包括分别与数据存储单元连接的基础数据采集系统、实时水雨情采集系统、数据处理系统、调度方案接收系统、数据查询展示系统、调度方案检索与选择单元、调度方案仿真系统；
基础数据采集系统和实时水雨情采集系统设置于流域内复数个子流域和水文断面；
数据处理系统，用以系统后台对所存储数据进行处理；
数据查询展示系统，用以根据用户需求在所述的数据存储单元中进行检索，并进行结果展示；
还包括复数个的客户端，客户端与所述的数据查询展示系统连接，用以向数据查询展示系统发送查询请求，以及从数据查询展示系统接收查询结果；
调度方案接收系统，用以接收其他系统制定的流域防洪调度方案，并将相应数据储存于所述的数据储存单元中；
调度方案检索与选择单元，连接至少一个所述的客户端，用以根据用户设定的检索条件在所述的数据存储单元中进行检索得到相应的调度方案列表，将用户选定的某一调度方案的相应数据传递到调度方案仿真系统进行仿真和模拟；
调度方案仿真系统，连接至少一个所述的客户端，用以根据所述的客户端选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对该防洪调度方案进行可视化仿真和模拟。
具体的，其中，所述的基础数据采集系统包括：
水库大坝基础数据采集单元，采集水库大坝相关基础工程数据信息；
分洪闸基础数据采集单元，采集分洪闸相关基础工程数据信息；
水文站基础数据采集单元，采集水文站相关基础工程数据信息；
雨量站基础数据采集单元，采集雨量站相关基础数据信息；
河道数据采集单元，采集河道相关数据信息。
其中，所述的实时水雨情采集系统包括：
实时雨情采集单元，用以采集流域内各雨量站的雨情信息；
实时河道水情采集单元，用以采集流域内水文站的水位、流量等水情信息；
实时水库水情采集单元，用以采集流域内各水库的库水位、入库流量、出库流量等信息。
其中，所述的数据处理系统包括：
实时水库水情处理单元，用以对采集的流域内各水库的水情信息进行检查和处理；
实时河道水情处理单元，用以对采集的流域内各河道水文站的水情信息进行检查和处理；
实时雨情处理单元，用以对采集的流域内各雨量站的雨情信息进行检查和处理。
其中，所述的数据查询展示系统包括：
基础数据查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时雨情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时水库水情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时河道水情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示。
其中，所述的调度方案仿真系统包括：
流域调度方案仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案进行流域洪水演进过程的可视化仿真和模拟；
水库调度方案仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水库蓄泄过程进行可视化仿真和模拟；
水文站调度结果仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水文站的洪水变化过程进行可视化仿真和模拟；
河道洪水演进仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各河道的洪水演进过程进行可视化仿真和模拟。
本发明提供的流域防洪调度方案仿真系统，针对某一流域，能按用户选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对该防洪调度方案进行可视化仿真和模拟，能够反映出流域中各水库的蓄泄过程以及洪水在流域河系中的的动态演进过程，提高防洪调度决策的效率。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案进行说明，在与本发明的发明目的无冲突的前提下，下文中提到的实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
如图1所示，本发明所采用的技术方案是，流域防洪调度方案仿真系统，其中包括：
设置于复数个子流域和水文断面的基础数据采集系统和实时水雨情采集系统系统；子流域和水文断面包括水文站、水库和分洪闸等点；
数据存储单元，通过网络与复数个基础数据采集系统和实时水雨情采集系统连接；
数据处理系统，与数据存储单元连接，用以在后台对所存储数据进行处理；
数据查询展示系统，与数据存储单元连接，用以根据用户查询请求于数据存储单元中进行检索，并进行结果展示；
复数个客户端，连接数据查询展示系统，用以向数据查询展示系统发送查询请求，以及从数据查询展示系统接收并展示查询结果；
调度方案接收系统，与所述数据存储单元连接，用以接收其他系统制定的流域防洪调度方案，并将相应数据储存于所述数据储存单元中；
调度方案检索与选择单元，连接所述数据存储单元及至少一个客户端，用以根据用户设定的检索条件于所述数据存储单元中进行检索得到相应的调度方案列表，将用户选定的某一调度方案的相应数据传递到调度方案仿真系统进行仿真和模拟；
调度方案仿真系统，连接所述数据存储单元及至少一个客户端，用以根据客户端选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对该防洪调度方案进行可视化仿真和模拟。
本实施例中，数据查询展示系统，可实现根据全流域各雨量站、水文站和水库的实测水雨情信息向调度人员(通过至少一个客户端进行作业)清楚地展示暴雨中心及降雨量、各水文站点和水库的位置及相应的实时水情。调度人员能够检索并选择相应的防洪调度方案，并根据选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对防洪调度方案进行可视化仿真和模拟。
本实施例中，基础数据采集系统和实时水雨情采集系统系统，通过传感器、雨量计、水位计、流量计以及人工输入相结合进行数据采集。数据存储单元可存在于一远程的服务器中，以数据库的形式实现。流域内各数据采集系统可通过网络与数据存储单元进行连接。数据处理系统、数据查询展示系统、调度方案检索与选择单元、调度方案接收系统和调度方案仿真系统可位于一台或者多台服务器中，并通过网络与数据储存单元进行连接。客户端处于远程或者本地并通过网络与数据查询展示系统、调度方案检索与选择单元和调度方案仿真系统进行连接。
本实施例中，基础数据采集系统可包括：
水库大坝基础数据采集单元，用以采集水库大坝相关基础工程数据信息；
分洪闸基础数据采集单元，用以采集分洪闸相关基础工程数据信息；
水文站基础数据采集单元，用以采集水文站相关基础工程数据信息；
雨量站基础数据采集单元，用以采集雨量站相关基础数据信息；
河道数据采集单元，用以采集河道相关数据信息。
本实施例中，实时水雨情采集系统系统包括：
实时雨情采集单元，用以采集流域内各雨量站的雨情信息；
实时河道水情采集单元，用以采集流域内水文站的水位、流量等水情信息；
实时水库水情采集单元，用以采集流域内各水库的库水位、入库流量、出库流量等信息。
本实施例中，数据处理系统包括：
实时水库水情处理单元，用以对采集的流域内各水库的水情信息进行检查和处理；
实时河道水情处理单元，用以对采集的流域内各河道水文站的水情信息进行检查和处理；
实时雨情处理单元，用以对采集的流域内各雨量站的雨情信息进行检查和处理。
本实施例中，数据查询展示系统包括：
基础数据查询展示单元，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述客户端进行展示；
实时雨情查询展示单元，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述客户端进行展示；
实时水库水情查询展示单元，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述客户端进行展示；
实时河道水情查询展示单元，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述客户端进行展示。
调度方案仿真系统包括：
流域调度方案仿真单元，用以针对客户端选定的防洪调度方案进行流域洪水演进过程的可视化仿真和模拟；
水库调度方案仿真单元，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水库蓄泄过程进行可视化仿真和模拟；
水文站调度结果仿真单元，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水文站的洪水变化过程进行可视化仿真和模拟；
河道洪水演进仿真单元，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各河道的洪水演进过程进行可视化仿真和模拟。
上述的实施例仅是本发明的部分体现，并不能涵盖本发明的全部，在上述实施例以及附图的基础上，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下可获得更多的实施方式，因此这些不付出创造性劳动的前提下获得的实施方式均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，包括分别与数据存储单元连接的基础数据采集系统、实时水雨情采集系统、数据处理系统、调度方案接收系统、数据查询展示系统、调度方案检索与选择单元、调度方案仿真系统；
基础数据采集系统和实时水雨情采集系统设置于流域内复数个子流域和水文断面；
数据处理系统，用以系统后台对所存储数据进行处理；
数据查询展示系统，用以根据用户需求在所述的数据存储单元中进行检索，并进行结果展示；
还包括复数个客户端，客户端与所述的数据查询展示系统连接，用以向数据查询展示系统发送查询请求，以及从数据查询展示系统接收查询结果；
调度方案接收系统，用以接收其他系统制定的流域防洪调度方案，并将相应数据储存于所述的数据储存单元中；
调度方案检索与选择单元，连接至少一个所述的客户端，用以根据用户设定的检索条件在所述的数据存储单元中进行检索得到相应的调度方案列表，将用户选定的某一调度方案的相应数据传递到调度方案仿真系统进行仿真和模拟；
调度方案仿真系统，连接至少一个所述的客户端，用以根据所述的客户端选定的流域防洪调度方案中所设定的防洪工程运用参数，通过水库调洪计算和河道洪水演进计算，对该防洪调度方案进行可视化仿真和模拟。
2.根据权利要求1所述的流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，所述的基础数据采集系统包括：
水库大坝基础数据采集单元，采集水库大坝相关基础工程数据信息；
分洪闸基础数据采集单元，采集分洪闸相关基础工程数据信息；
水文站基础数据采集单元，采集水文站相关基础工程数据信息；
雨量站基础数据采集单元，采集雨量站相关基础数据信息；
河道数据采集单元，采集河道相关数据信息。
3.根据权利要求1所述的流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，所述的实时水雨情采集系统包括：
实时雨情采集单元，用以采集流域内各雨量站的雨情信息；
实时河道水情采集单元，用以采集流域内水文站的水位、流量等水情信息；
实时水库水情采集单元，用以采集流域内各水库的库水位、入库流量、出库流量等信息。
4.根据权利要求1所述的流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，所述的数据处理系统包括：
实时水库水情处理单元，用以对采集的流域内各水库的水情信息进行检查和处理；
实时河道水情处理单元，用以对采集的流域内各河道水文站的水情信息进行检查和处理；
实时雨情处理单元，用以对采集的流域内各雨量站的雨情信息进行检查和处理。
5.根据权利要求1所述的流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，所述的数据查询展示系统包括：
基础数据查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时雨情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时水库水情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示；
实时河道水情查询展示单元，连接所述的客户端，用以根据客户端的查询请求建立检索条件，根据检索条件于所述的数存储单元中进行检索获取相应数据信息，将获取的数据信息封装成查询结果，并发送至所述的客户端进行展示。
6.根据权利要求1所述的流域防洪调度方案仿真系统，其特征在于，所述的调度方案仿真系统包括：
流域调度方案仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案进行流域洪水演进过程的可视化仿真和模拟；
水库调度方案仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水库蓄泄过程进行可视化仿真和模拟；
水文站调度结果仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各水文站的洪水变化过程进行可视化仿真和模拟；
河道洪水演进仿真单元，连接所述的客户端，用以针对客户端选定的防洪调度方案中各河道的洪水演进过程进行可视化仿真和模拟。
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