(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210833678.2 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 中国水利水电科 学研究院 地址 100038 北京市海淀区车公庄西路20 号 (72)发明人 尚毅梓　李晓飞　尚领　曹光荣　 刘志武　龚家国　冶运涛　赵泽阳　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 陈航 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 7/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种水利枢纽运行风险实时控制系统及方 法 (57)摘要 本发明提供了一种水利枢纽运行风险实时 控制系统及方法， 属于水电水利技术领域， 该系 统包括： 风险监测子系统， 用于构建风险传递链 路， 布设风险监测网络， 并通过终端监测设备及 人工巡检， 对 水电站外部环境的变化情况及内部 单元的运行情况进行实时监测； 风险分析子系 统， 用于对风险传递链路进行分析， 确定风险发 生点， 以及根据风险发生点制定和筛选最优风险 截断方案， 并通过风险控制子系统将风险的断截 情况反馈至风险分析子系统， 利用平行模拟方法 对风险的传播位置进行同步分析； 风险控制子系 统， 用于进行风险截断， 并将风险截断情况反馈 至风险分析子系统。 本发明了实现水电站多维风 险感知与控制以及提高水电站的风险感知与风 险应对能力。 权利要求书5页 说明书23页 附图2页 CN 115330127 A 2022.11.11 CN 115330127 A 1.一种水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特 征在于， 包括： 风险监测子系统， 用于构建风险传递链路， 基于风险传递链路查找监测关键点， 布设风 险监测网络， 并基于风险监测网络， 通过终端监测设备及人工巡检， 对水电站外部环境的变 化情况及内部单 元的运行情况进行实时监测； 风险分析子系统， 用于根据实时监测结果对风险传递链路进行分析， 确定风险发生点， 以及根据风险发生点制定和筛选最优风险截断方案， 并通过风险控制子系统将风险的断截 情况反馈 至风险分析子系统， 利用平行模拟方法对风险的传播 位置进行同步分析； 风险控制子系统， 用于利用最优风险截断方案进行风险截断， 并将风险截断情况反馈 至风险分析子系统。 2.根据权利要求1所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述风险监测 子系统包括利用数据驱动和事件驱动两种方式对水电站运行情况进行实时监测的正常监 测模式以及在正常监测模式无法对风险区域进行全面监测时， 补充采用航空遥感与卫星遥 感的应急监测模式； 所述数据驱动， 用于利用终端监测设备对水利枢纽内部单元的运行情况提供实时监 测， 及时反映水利枢纽的运行情况： 所述事件驱动， 用于通过人工巡检对水电站外部环境的变化情况进行监测， 并告知发 现的风险事 件。 3.根据权利要求2所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述风险监测 子系统包括： 识别模块， 用于识别水利枢纽在规划、 建设阶段的缺陷和前期运行出现的历史问题， 建 立水利枢纽风险事件集， 并根据水利枢纽风险事件集将风险诱因出现的位置分为外因和内 因； 风险传递链路绘制模块， 用于根据水利枢纽风险事件集所涉及的风险诱因， 分析各风 险点源之 间的关系， 绘制风险传递链路， 并基于风险传递链路查找 监测关键点， 布设风险监 测网络； 监测模块， 用于根据风险监测网络， 通过终端监测设备及人工巡检对水电站外部环境 的变化情况及内部单 元的运行情况进行实时监测， 并对实时监测信息进行 更新。 4.根据权利要求3所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述水利枢纽 风险事件集包括发电风险、 防洪风险、 航运风险、 坝体库区风险、 生态风险和突发公共事件 风险； 所述发电风险， 包括电力 外的系统风险对水库运用调度的影响、 水电站厂房机组震动、 泄洪期尾水紊流对闸 门的影响、 水电站大面积停电风险、 水淹厂房风险、 水电站重大设备设 施及机组设备故障风险； 所述防洪风险， 包括水库泄洪对坝址区和周边建筑物的低频振动影响、 水库泄洪振动 对设备和设施的影响、 异重流潜入坝前对机组和排沙的影响、 水利枢纽泄洪对水利枢纽建 筑物及近坝岸坡的影响、 水利枢纽泄洪对升船机的影响及消力池空蚀问题； 所述航运风险， 包括水利枢纽泄洪对下游航道的影响、 梯级水利枢纽调度运用对下游 航运的影响及支流对干流下游水位的顶托影响； 所述坝体库区风险， 包括超设计标准洪水对水利枢纽建筑物安全的影响、 超设计标准权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115330127 A 2地震对水利枢纽建筑物安全的影响、 坝体变形对水利枢纽建筑物正常运行 的影响、 山体滑 坡对水利枢纽安全的影响、 坝基渗控措施长期稳定性和对大坝安全影响及山体滑坡引起的 涌浪问题； 所述生态风险， 包括水电站泄洪与发电尾水对下游鱼类的影响、 水利枢纽库区排污与 水动力减弱对水质的影响； 所述突发公共事件风险， 包括 沉船事件及水面出现大 型漂浮物。 5.根据权利要求4所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述风险传递 链路绘制模块， 包括： 风险点源位置查找子模块， 用于根据水利枢纽风险事件集所涉及的风险诱因， 以水利 枢纽规划、 建设中的缺陷而 形成的隐性风险为起点， 结合 实际运行过程中存在的真实风险， 查找出风险演进和演变所 涉的风险点源位置； 风险传递链路构建子模块， 用于分析风险在单体水利枢纽以及梯级水利枢纽之间的风 险传播和演 变关系， 连接各风险点源， 得到风险传递链路， 并基于风险传递链路查找监测关 键点， 布设风险监测网络， 其中， 所述单体水利枢纽的风险传递包括结构力传递， 所述梯级 水利枢纽的风险传递包括水力传递和电力传递。 6.根据权利要求5所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述风险分析 子系统包括： 定位模块， 用于针对数据驱动， 根据接收到的异常监测信 息， 在风险传递链中监测所对 应的风险发生 点， 并根据该风险发生 点在风险传递链中进行定位； 以及 针对事件驱动， 在风险发生后， 接入水利枢纽运行风险实时控制系统， 并通过收到的预 警或监测信号找到风险发生 点， 并根据该风险发生 点在风险传递链中进行定位； 风险链模拟模块， 用于根据定位结果， 利用机理模型、 智能学习 模型和人工知识经验模 型对风险传递过程进行模拟分析， 得到风险传递结果； 风险适应性模拟模块， 用于根据风险传递结果， 制定风险截断方案， 并利用基于概率直 觉性的模糊评价方法筛选最优风险截断方案， 以及通过风险控制子系统将风险断截情况反 馈至风险分析子系统， 并利用平行模拟方法对风险的传播 位置进行同步分析。 7.根据权利要求6所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述利用人工 知识经验 模型对风险传递过程进行模拟分析， 其具体为： 在风险传递链路中选择水利枢纽所研究的风险部位， 收集涉及到该风险部位的历史风 险资料， 整理该部位发生 风险时传播的方向； 根据风险部位， 对风险的传播方向进行分析， 并根据风险在各风险发生点之间的传播 情况构建风险传递的贝叶斯网络； 针对历史风险资料中， 不能提取风险传递概率 时， 建立语言测量量度表， 将风险传播概 率分为七个等级， 由专家给出评判意见， 通过模糊集理论整合专家评判意见获得风险发生 概率的模糊性评分， 并通过去模糊化计算得到风险的传播 概率； 基于风险传播概率， 利用真实风险数据对贝叶斯网络进行更新， 并利用更新后的贝叶 斯网络对风险传递过程进行模拟分析， 得到风险传递结果。 8.根据权利要求7所述的水利枢纽运行风险实时控制系统， 其特征在于， 所述计算得到 风险的传播 概率， 其具体为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115330127 A 3