[发明专利]基于射频识别技术的鱼类过坝后问题河段识别及优化方法

权利要求书

1.一种基于射频识别技术的鱼类过坝后问题河段识别及优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：进行坝下河道放鱼试验；

步骤2：构建鱼类过坝后河道上溯效果评价体系；

步骤3：初步确定坝上问题区域河段；

步骤4：精准识别坝上问题区域河段；

步骤5：进行坝上问题河段的诊断优化。

2.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的鱼类过坝后问题河段识别及优化方法，其特征在于：步骤1中，坝下河道放鱼试验方法为：依托建有过鱼设施的大坝工程，先分别在过鱼设施出口和坝上河道水文情势受库区调度变化明显的区域布置天线线圈，随后将PIT标签植入过鱼对象体内；正式试验时，在大坝下游河道中释放标记鱼，当标记鱼通过天线时，系统将自动记录标记鱼的编号及通过时刻。

3.根据权利要求1所述的基于射频识别技术的鱼类过坝后问题河段识别及优化方法，其特征在于：步骤2中，构建方法包括以下内容：

步骤2.1：根据射频识别系统监测的标记鱼数据，获取评价鱼类过坝后河道上溯效果的指标，所述指标包括尝试率、尝试时间、通过率和通过时间；各评价指标定义如下：

①尝试率定义为：

其中μ₁为尝试率；n₁为闸坝下游河道中释放标记鱼的数量；n₂为过鱼设施出口处天线监测到的标记鱼数量；

②尝试时间定义为：过鱼设施出口天线识别到标记鱼的时间与闸坝下游放鱼的时间间隔；因鱼类尝试到达过鱼设施出口的时间有长有短，且分布不均，因此将确定一个临界尝试时间，超过临界尝试时间到达过鱼设施出口为尝试延迟，提出尝试延迟率用于表征达过鱼设施出口快慢，其计算公式：

其中n₄尝试延迟的标记鱼数量；n₂为过鱼设施出口处天线监测到的标记鱼数量；

③通过率定义为：

其中μ₂为通过率；n₃为坝上河道天线监测到的标记鱼数量；n₂为过鱼设施出口处天线监测到的标记鱼数量；

④通过时间定义为坝上河道天线识别到标记鱼的时间与过鱼设施出口天线识别到标记鱼的时间间隔；因鱼类在到达坝上游河道天线处的时间有长有短，且分布不均，因此将确定一个临界通过时间，超过临界通过时间到达坝上河道天线为通过延迟，提出通过延迟率用于表征标记鱼在坝上河道中上溯的快慢，其计算公式：

其中n₅通过延迟的标记鱼数量；n₃为坝上河道天线监测到的标记鱼数量；

步骤2.2：采用层次分析法对鱼类过坝后河道上溯效果评价指标进行权重分配，层次分析法赋权的过程如下：

①构建相对重要性矩阵：

式中A为相对重要性矩阵，a_ij是两个指标之间的相对重要性的比值；采用Satty提出的1-9比例标度确定a_ij的值；

确定各评价指标相对重要性排序为尝试率通过率尝试时间通过时间，建立出相对重要性矩阵如下：

②计算相对重要性矩阵的最大特征根及特征向量；采用根法近似求出矩阵A的最大特征值与特征向量为W＝(2.213,0.760,1.316,0.452)

③对特征向量归一化，得到权重，获得各个效果评价指标的权重，

④做一致性检验，若相对重要性矩阵的一致性达不到要求，则计算出来的权重将会出现不合理性，因此需要进行一致性检验；其检验系数计算公式为：

CR＝CI/RI，

式中，CR为一致性检验系数；

若CR0.1，则认为一致性较好；

若CR0.1，则认为一致性较差，需要重新构建相对重要性矩阵A，然后再进行权重计算；

CI为相对重要性矩阵的一致性指标，其计算公式为：

式中n为相对重要性指数的阶数；RI为同阶的平均随机一致性指标；当前计算出CR＝0.0110.1，认为构建的相对重要性矩阵较好，通过一致性检验，各指标的权重分配合理，可直接用于评价鱼类过坝后河道上溯效果；

步骤2.3：针对各评价指标制定相应评价标准，并将各指标在[-1,1]之间赋值；

步骤2.4：采用多属性效用理论对鱼类过坝后河道上溯效果进行综合评价，其计算公式如下：

上式中，S为评价对象的总得分值；ω_i为各指标所占权重，各指标所占权重和为1；u_i为各指标得分值，取值为[-1,1]；由此可计算鱼类过坝后河道上溯效果整体的评价等级标准，评价等级由好至差分别为好、较好、一般、中和差,若评价结果为一般、中和差，需初步确定鱼类过坝后坝上问题区域河段。