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魚道智能化生態監控係統

2025-07-18    

一、技術簡介

(一)技術原理本成果為魚道高效過魚服務,按照綜合化、自動化、智能化理念設計研發,是一套功能完整的軟硬件係統。本成果將影響魚道過魚條件的設施設備納入監控範圍,數據量豐富。本成果應用人工智能技術,建設豐富的魚類圖片數據集,實現過魚計數和種類自動識別。本成果開發了一種在渾濁水域環境下用於識別魚類及過魚計數的水上拍攝裝置,解決了渾濁水質環境下的過魚圖像清晰拍攝問題。本成果解決了魚道補水閥門開度與補水流量關係問題,並提出了更優化的閥門結構方案,改善了魚道內水流環境,為魚類洄遊創造更優的條件。本成果通過采集大量過魚數據和魚道運行數據,分析過魚條件,科學管理魚道運行數據和過魚數據,通過調節控製魚道附屬設備的工作狀態來改善魚道內外水流環境和導誘魚環境,不斷提高過魚效果。

(二)技術特點本成果將影響魚道過魚條件的設施設備納入監控範圍,采集的數據全麵,經過長期運行和大量的數據積累,將為智能化分析運行提供足夠的數據,能不斷改善運行性能。過魚種類自動識別正確率達到88%以上。

(三)解決的具體問題本係統應用後,監控範圍全麵,能夠全工況適應魚道運行環境。過魚信息采集由十幾年來的數量統計階段,提升到種類識別階段。

二、主要技術指標

本成果將影響魚道過魚條件的設施設備納入監控範圍,采集的數據全麵,經過長期運行和大量的數據積累,將為智能化分析運行提供足夠的數據,能不斷改善運行性能。目前,在已知穩定運行的應用項目中,過魚種類自動識別正確率達到88%以上,部分項目超過95%。本成果通過優化調節閥閥芯的通流形狀,使調節閥的通流量提升了15.9%,阻力損失減少了43%,同時減少了調節閥小流量調節的死區,解決了常規調節閥在魚道重力自流補水管中調節流量時出現的振動噪聲大、流量調節範圍小的問題。本成果可以節省運行成本,每年節約魚道運行成本約50萬元。本成果獲得發明專利1項,實用新型專利2項,軟著4項。經技術鑒定本成果整體達到國際領先水平。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

1社會經濟效益:本項目成果能準確的識別魚類在魚道中的洄遊,自動捕捉過魚圖像,自動識別過魚種類,自動記錄過魚數量,為魚道過魚效果評估獲得了第一手數據。本成果對使用單位能產生一定的經濟效益。以岷江犍為航電樞紐工程為例,本成果設備價格約350萬元/套,2022年4月開始運行,已經運行2年。應用本成果後,運行單位每年可以節約魚道運行成本約50萬元。使用單位無銷售任務,不新增銷售額。

2)應用情況:本成果在岷江犍為航電樞紐工程、土穀塘航電樞紐工程、多布水電站、興隆水利樞紐等水利水電已經推廣應用,部分項目已經產生滿意的效果。1.岷江犍為航電樞紐工程應用岷江犍為航電樞紐工程魚道按本成果全新建設,從2022 年4 月開始投入運行,已經安全穩定運行超過2年半,過魚種類識別率達到95%以上,滿足工程實際運行的需求。2. 土穀塘航電樞紐工程應用土穀塘航電樞紐工程魚道智能化生態監控係統於2023 年3 月升級改造,係統穩定運行,過魚識別效果理想。在2023 年3 月~2024 年11 月期間,魚道智能化生態監控係統正常運行超過1 年半。正確識別率超過89%。

3)適用範圍:本成果適用於所有的水利水電工程的魚道中,可以在新建魚道工程中應用本成果,也可以在魚道升級改造項目中應用本成果或部分成果。本成果有相對標準化的技術方案,也能根據實際項目的特點而進行適應性調整,可以全部或部分應用,靈活性高,更貼合應用單位需求,市場競爭力強大。目前已經在岷江犍為航電樞紐工程、土穀塘航電樞紐工程、多布水電站、馬嶺水利樞紐工程、阿爾塔什水利樞紐工程、興隆水利樞紐等多個項目中進行實際應用,其中包含新建項目和升級改造項目。本成果項目地點分布廣,常規電氣設備、傳感設備、計算機設備能夠正常工作的環境,本成果都能應用,受地域和自然環境的限製不大。

四、技術圖片

 

 

 

 

 

 

 

 

 


五、其他

技術持有單位:中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司,易科捷(武漢)生態科技有限公司,西安理工大學

技術聯係人:甘磊四級技術專家139788552900771569933515163247@qq.com