双向连通条件下供水水库群预报优化调度研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

项目摘要

In order to improve the utilization efficiency of water resources in complex connected multi-reservoir system, the foreland and hotspot research of optimization operation in water-supply multi-reservoir system are focus on the following issues: reservoir operation method coupled with medium- and long-term runoff forecast; reasonable water supply-transfer rule in two-way water-transfer project, and effective solution method. Two-way connected multi-reservoir system which is the typical and less studied is taken as a study case. Firstly, to improve the availability of rainfall prediction, multi-model combination forecast based on Bayesian method, in combined with the physical basis forecast factors, is established. Secondly, the pattern of water supply-transfer rule, especially the water-transfer rule and how to apply these rules in two-way connected projects are figured out, and then the simulation-optimization model is developed after specifying the use patterns of the medium- and long-term runoff forecast. At the same time, considering the medium-term forecast information, the stochastic dynamic programming model is derived using the Bayesian theory. Finally, for enhancing the model computation efficiency, key technologies such as thread communication mode in parallel computation, parallel programming, storage performance optimization in GPU, are to be settled, based on which the CPU/GPU parallel solution frameworks is set up. Finally, the “runoff forecast-optimization operation-model solution” of the theoretic and methodological system on forecast and operation are established. This study will promote the fusion and development in water conservancy science with meteorological science, system science, computer science, et al. Most importantly, the forecast scheduling theories and methods in connected multi-reservoir system will be further perfected, which can provide the theoretical and technological supports for the effective utilization of water resources.
为提高连通水库群水资源利用效率,耦合预报信息的调度方式、制定合理的调度规则和寻求高效的求解方法是供水水库群优化调度研究的前沿和热点。选取研究相对较少但具有典型性的双向连通水库群为研究对象,首先结合有物理基础的变预报因子,研制多模型贝叶斯组合预报方法,以提高预报精度;然后制定连通水库群调度规则,尤其是引水规则及其决策方式;在明确中长期预报信息利用方式的基础上,构建模拟优化调度模型,结合贝叶斯理论推导建立考虑中期预报信息不确定性的随机动态规划模型,从而实现预报信息与调度方法相耦合;系统破解线程通信方式、并行程序设计、存储性能优化等关键技术,构建CPU/GPU协同并行求解框架,以实现模型的高效求解;最后形成“径流预报-优化调度-模型求解”一套预报调度理论与方法体系。本研究将促进水利学科与气象、计算机等学科的交叉融合与发展,完善连通水库群预报调度理论与方法,为水资源高效利用提供理论和方法支撑。

结项摘要

为提高连通水库群水资源利用效率,耦合预报信息的调度方式、制定合理的调度规则和寻求高效的求解方法是供水水库群优化调度研究的前沿和热点。本项目选取研究相对较少但具有典型性的双向连通水库群为研究对象,首先结合有物理基础的变预报因子,研制了多模型贝叶斯组合预报方法,以提高预报精度;然后制定了连通水库群调度规则,尤其是引水规则及其决策方式;在明确中长期预报信息利用方式的基础上,构建了模拟优化调度模型,结合贝叶斯理论推导建立了考虑中期预报信息不确定性的随机动态规划模型,从而实现预报信息与调度方法相耦合;系统破解了线程通信方式、并行程序设计、存储性能优化等关键技术,构建了CPU/GPU协同并行求解框架,以实现模型的高效求解;最后形成“径流预报-优化调度-模型求解系”一套预报调度理论与方法体系。发表与本项目有关的学术论文5余篇,其中SCI论文4篇,第一作者1篇;获得新型实用专利与软件著作权10余项。本研究将有效促进水利学科与气象、计算机等学科的交叉融合与发展,完善连通水库群预报调度理论与方法,为水资源高效利用提供理论和方法支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Quantifying the Uncertainties in Data-Driven Models for Reservoir Inflow Prediction
量化油藏流入预测数据驱动模型的不确定性
  • DOI:
    10.1007/s11269-020-02514-7
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Water Resources Management
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhang Xiaoli;Wang Haixia;Peng Anbang;Wang Wenchuan;Li Baojian;Huang Xudong
  • 通讯作者:
    Huang Xudong
Flood Risk Analysis for Cascade Dam Systems: A Case Study in the Dadu River Basin in China
梯级坝系统洪水风险分析:以中国大渡河流域为例
  • DOI:
    10.3390/w11071365
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Water
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    蔡文君;祝雪萍;彭安帮
  • 通讯作者:
    彭安帮
辽宁省资料短缺地区中小河流洪水预报方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水力发电学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭安帮;刘九夫;马涛;黄对;王文种
  • 通讯作者:
    王文种
Deep Reinforcement Learning for Cascaded Hydropower Reservoirs Considering Inflow Forecasts
考虑流入量预测的梯级水电站深度强化学习
  • DOI:
    10.1007/s11269-020-02600-w
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Water Resources Management
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Xu Wei;Zhang Xiaoli;Peng Anbang;Liang Yue
  • 通讯作者:
    Liang Yue
The application of ensemble precipitation forecasts to the reservoir operation
集合降水预报在水库调度中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Water Science & Technology:Water Supply
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Peng A B;Zhang X L;Peng Y
  • 通讯作者:
    Peng Y

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其他文献

基于改进PSO算法的跨流域水库群联合调度图优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    大连理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭安帮;彭勇;许钦;刘宏伟;周惠成
  • 通讯作者:
    周惠成
跨流域调水条件下水库群联合调度图概化降维方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水力发电学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭安帮;彭勇;周惠成
  • 通讯作者:
    周惠成
信息融合技术在防洪决策中的应用分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    南水北调与水利科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶碎高;何 斌;彭安帮;周惠成;康海贵
  • 通讯作者:
    康海贵
基于一维水动力学的水位流量关系研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    水电能源科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈瑞祥;谢自银;许钦;彭安帮
  • 通讯作者:
    彭安帮
基于改进免疫遗传算法的水电站优化调度应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    大连理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭安帮;彭勇;何斌;周惠成
  • 通讯作者:
    周惠成

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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