CN113435733A - 一种水资源风险评估与预测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水资源风险评估，具体涉及一种水资源风险评估与预测系统，包括控制器，控制器与用于采集区域内水资源数据、经济发展指标、蓝水水量的数据采集模块相连，控制器与用于对水资源数据进行数据处理生成区域内水资源总量、水资源需求量的数据处理模块相连，控制器与用于对水资源总量、水资源需求量进行数据计算的数据计算模块相连，控制器与用于构建水资源调度规划模型的规划模型构建模块相连，控制器与用于将数据计算结果输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案的规划方案提取模块相连；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的不能合理、全面地给出水资源风险评估结果，无法对水资源风险进行预测的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及水资源风险评估，具体涉及一种水资源风险评估与预测系统。
背景技术
水资源短缺风险主要取决于水资源系统的供给量和需求量是否能达到平衡，水资源供给量受降水、汇流、蓄水工程、输送路径等因素的影响；而需求量受区域内用户量、产能分布，以及用户的节水水平、节水意识等因素的影响。造成水资源短缺风险的因素非常多，并且许多信息的获取具有一定的不确定性，是一个典型的具有不确定性、不完备信息的多目标决策问题。区域水资源风险评估是水资源管理的重要组成部分，国内外许多学者开展了这一领域的研究，多集中在水资源短缺风险的来源、评价与管理等方面。
然而，现有针对水资源风险评估的系统基本都只对需水侧或供水侧进行单方面分析，无法合理、全面地给出评估结果，并且不具备对水资源风险的预测功能。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种水资源风险评估与预测系统，能够有效克服现有技术所存在的不能合理、全面地给出水资源风险评估结果，无法对水资源风险进行预测的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种水资源风险评估与预测系统，包括控制器，所述控制器与用于采集区域内水资源数据、经济发展指标、蓝水水量的数据采集模块相连，所述控制器与用于对水资源数据进行数据处理生成区域内水资源总量、水资源需求量的数据处理模块相连，所述控制器与用于对水资源总量、水资源需求量进行数据计算的数据计算模块相连，所述控制器与用于构建水资源调度规划模型的规划模型构建模块相连，所述控制器与用于将数据计算结果输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案的规划方案提取模块相连；
所述控制器与用于根据经济发展指标对区域内水资源需求量进行预估的需求水量预估模块相连，所述控制器与用于根据人均需求水量生成第一风险指标的第一风险指标生成模块相连，所述控制器与用于根据水资源需求量与蓝水水量的比值生成第二风险指标的第二风险指标生成模块相连，所述控制器与用于建立变量对照表的变量对照表建立模块相连，所述控制器与用于根据第一风险指标、第二风险指标生成风险预测参数的风险预测参数生成模块相连，所述控制器与用于对水资源调度规划方案、风险预测参数进行综合分析的综合分析模块相连。
优选地，所述数据采集模块连接气象数据库对区域内水资源数据、蓝水水量进行数据采集，所述数据采集模块连接政务数据系统对区域内经济发展指标进行数据采集。
优选地，所述数据计算模块对水资源总量、水资源需求量进行数据计算，包括：
利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数；
利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
优选地，所述利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个边缘概率密度函数，并对多个边缘概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数。
优选地，所述利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个联合概率密度函数，并对多个联合概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
优选地，所述规划方案提取模块将区域内水资源分布的联合概率密度函数，连同根据经济发展指标确定的多社会经济发展约束条件，输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案。
优选地，所述数据采集模块连接政务数据系统对区域内常住人口数量进行数据采集，所述第一风险指标生成模块根据预估区域内水资源需求量与常住人口数量计算人均需求水量，并从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第一风险指标。
优选地，所述第二风险指标生成模块计算水资源需求量与蓝水水量的比值后，从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第二风险指标。
优选地，所述变量对照表建立模块构建各人均需求水量与第一风险指标的对照表，所述变量对照表建立模块构建各水资源需求量与蓝水水量的比值与第二风险指标的对照表。
优选地，还包括与所述控制相连的用于生成第一风险指标、第二风险指标对应权重参数的权重参数生成模块，所述风险预测参数生成模块对第一风险指标、第二风险指标进行加权求和生成风险预测参数。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种水资源风险评估与预测系统，通过将对水资源总量进行数据计算得到的结果输入水资源调度规划模型，能够提取水资源调度规划方案，并与根据第一风险指标、第二风险指标生成的风险预测参数进行综合分析，能够对水资源风险进行合理、全面评估的同时，还能够对水资源风险进行有效预测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种水资源风险评估与预测系统，如图1所示，包括控制器，控制器与用于采集区域内水资源数据、经济发展指标、蓝水水量的数据采集模块相连，控制器与用于对水资源数据进行数据处理生成区域内水资源总量、水资源需求量的数据处理模块相连，控制器与用于对水资源总量、水资源需求量进行数据计算的数据计算模块相连，控制器与用于构建水资源调度规划模型的规划模型构建模块相连，控制器与用于将数据计算结果输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案的规划方案提取模块相连。
数据采集模块连接气象数据库对区域内水资源数据、蓝水水量进行数据采集，数据采集模块连接政务数据系统对区域内经济发展指标进行数据采集。
数据计算模块对水资源总量、水资源需求量进行数据计算，包括：
利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数；
利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
其中，利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个边缘概率密度函数，并对多个边缘概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数。
其中，利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个联合概率密度函数，并对多个联合概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
规划方案提取模块将区域内水资源分布的联合概率密度函数，连同根据经济发展指标确定的多社会经济发展约束条件，输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案。
控制器与用于根据经济发展指标对区域内水资源需求量进行预估的需求水量预估模块相连，控制器与用于根据人均需求水量生成第一风险指标的第一风险指标生成模块相连，控制器与用于根据水资源需求量与蓝水水量的比值生成第二风险指标的第二风险指标生成模块相连，控制器与用于建立变量对照表的变量对照表建立模块相连，控制器与用于根据第一风险指标、第二风险指标生成风险预测参数的风险预测参数生成模块相连，控制器与用于对水资源调度规划方案、风险预测参数进行综合分析的综合分析模块相连。
变量对照表建立模块构建各人均需求水量与第一风险指标的对照表，变量对照表建立模块构建各水资源需求量与蓝水水量的比值与第二风险指标的对照表。
数据采集模块连接政务数据系统对区域内常住人口数量进行数据采集，第一风险指标生成模块根据预估区域内水资源需求量与常住人口数量计算人均需求水量，并从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第一风险指标。
第二风险指标生成模块计算水资源需求量与蓝水水量的比值后，从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第二风险指标。
本申请技术方案中，还包括与控制相连的用于生成第一风险指标、第二风险指标对应权重参数的权重参数生成模块，风险预测参数生成模块对第一风险指标、第二风险指标进行加权求和生成风险预测参数。其中，权重参数生成模块可以采用默认值，也可以根据第一风险指标、第二风险指标的重要程度进行人工设定，且第一风险指标、第二风险指标的权重参数之和等于1。
以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种水资源风险评估与预测系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器与用于采集区域内水资源数据、经济发展指标、蓝水水量的数据采集模块相连，所述控制器与用于对水资源数据进行数据处理生成区域内水资源总量、水资源需求量的数据处理模块相连，所述控制器与用于对水资源总量、水资源需求量进行数据计算的数据计算模块相连，所述控制器与用于构建水资源调度规划模型的规划模型构建模块相连，所述控制器与用于将数据计算结果输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案的规划方案提取模块相连；
所述控制器与用于根据经济发展指标对区域内水资源需求量进行预估的需求水量预估模块相连，所述控制器与用于根据人均需求水量生成第一风险指标的第一风险指标生成模块相连，所述控制器与用于根据水资源需求量与蓝水水量的比值生成第二风险指标的第二风险指标生成模块相连，所述控制器与用于建立变量对照表的变量对照表建立模块相连，所述控制器与用于根据第一风险指标、第二风险指标生成风险预测参数的风险预测参数生成模块相连，所述控制器与用于对水资源调度规划方案、风险预测参数进行综合分析的综合分析模块相连。
2.根据权利要求1所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述数据采集模块连接气象数据库对区域内水资源数据、蓝水水量进行数据采集，所述数据采集模块连接政务数据系统对区域内经济发展指标进行数据采集。
3.根据权利要求2所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述数据计算模块对水资源总量、水资源需求量进行数据计算，包括：
利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数；
利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
4.根据权利要求3所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述利用数据处理模块生成的水资源总量，构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个边缘概率密度函数，并对多个边缘概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的边缘概率密度函数。
5.根据权利要求3所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述利用区域内水资源的边缘概率密度函数，构建区域内水资源分布的联合概率密度函数，包括：
通过最大似然估计法确定区域内水资源分布的多个联合概率密度函数，并对多个联合概率密度函数进行拟合度检验，根据拟合度检验结果构建区域内水资源分布的联合概率密度函数。
6.根据权利要求3所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述规划方案提取模块将区域内水资源分布的联合概率密度函数，连同根据经济发展指标确定的多社会经济发展约束条件，输入水资源调度规划模型，并提取水资源调度规划方案。
7.根据权利要求1所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述数据采集模块连接政务数据系统对区域内常住人口数量进行数据采集，所述第一风险指标生成模块根据预估区域内水资源需求量与常住人口数量计算人均需求水量，并从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第一风险指标。
8.根据权利要求7所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述第二风险指标生成模块计算水资源需求量与蓝水水量的比值后，从变量对照表建立模块建立的对照表中查表生成对应的第二风险指标。
9.根据权利要求7或8所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：所述变量对照表建立模块构建各人均需求水量与第一风险指标的对照表，所述变量对照表建立模块构建各水资源需求量与蓝水水量的比值与第二风险指标的对照表。
10.根据权利要求8所述的水资源风险评估与预测系统，其特征在于：还包括与所述控制相连的用于生成第一风险指标、第二风险指标对应权重参数的权重参数生成模块，所述风险预测参数生成模块对第一风险指标、第二风险指标进行加权求和生成风险预测参数。
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