一种全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统及方法

技术特征：
1.一种全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，包括：测控一体化闸门子系统、软硬系统交互接口、全渠道控制子系统；所述测控一体化闸门子系统包括多个测控一体化闸门；所述测控一体化闸门子系统将每个测控一体化闸门的状态数据通过所述软硬系统交互接口发送至所述全渠道控制子系统；所述全渠道控制子系统根据所述状态数据生成所述每个测控一体化闸门的控制指令，并通过所述软硬系统交互接口将所述控制指令发送至对应的所述测控一体化闸门。2.根据权利要求1所述的全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，所述全渠道控制子系统包括：需水目标设置模块、状态数据接收模块、状态数据分析模块、闸控指令生成模块、闸控指令发送模块、闸控结果记录模块；所述软硬系统交互接口包括：闸门状态数据获取模块、闸门远程控制模块；所述测控一体化闸门子系统中每个测控一体化闸门包括：数据采集模块、网络通信模块和闸门控制模块。3.根据权利要求2所述的全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，所述测控一体化闸门的所述数据采集模块用于采集所述测控一体化闸门的状态数据并发送至所述网络通信模块；所述网络通信模块用于将从所述数据采集模块接收的所述状态数据发送至所述闸门状态数据获取模块，并从所述闸门远程控制模块接收对应所述测控一体化闸门的控制指令并发送至所述闸门控制模块；所述闸门控制模块用于驱动闸门机械设备执行所述控制指令以达到所述控制指令中设定的闸门开度，并将所述控制指令的执行结果发送至所述网络通信模块。4.根据权利要求2所述的全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，所述软硬系统交互接口中，所述闸门状态数据获取模块用于从各测控一体化闸门的所述网络通信模块获取对应闸门的状态数据，并将所述状态数据发送至所述状态数据接收模块；所述闸门远程控制模块用于从所述闸控指令发送模块接收各测控一体化闸门的控制指令并发送至对应闸门的所述网络通信模块，并从所述网络通信模块接收所述控制指令的执行结果。5.根据权利要求2所述的全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，所述全渠道控制子系统中，所述需水目标设置模块用于设定闸门控制参数并发送至所述状态数据分析模块，所述闸门控制参数包括：各测控一体化闸门的目标需水流量值以及控制闸门开度的步长和步频；所述状态数据接收模块用于从所述闸门状态数据获取模块获取各测控一体化闸门的状态数据并保存，然后将所述状态数据发送至所述状态数据分析模块；所述状态数据分析模块用于根据所述状态数据，计算各测控一体化闸门流量值与对应目标需水流量值的偏差，然后将计算结果发送至闸控指令生成模块；所述闸控指令生成模块用于利用所述计算结果，根据设定的各闸门的偏差阈值，批量生成各测控一体化闸门的控制指令然后发送至所述闸控指令发送模块；所述闸控指令发送模块用于将所述控制指令批量发送至所述闸门远程控制模块及所述闸控结果记录模块，并从所述闸门远程控制模块获取所述控制指令的执行结果；所述闸控结果记录模块用于记录所述控制指令以及所述指令的执行结果。
6.根据权利要求5所述的全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统，其特征在于，所述状态数据分析模块还用于根据历史计算结果获取各测控一体化闸门的状态变化趋势。7.一种基于权利要求2-6任一项所述系统的全渠道灌溉多闸门联合调度控制方法，其特征在于，包括：1)全渠道控制子系统的需水目标设置模块设定各测控一体化闸门的目标流量，设定控制各闸门开度的步长和步频；2)测控一体化闸门子系统中各测控一体化闸门的数据采集模块实时采集对应闸门的实时状态数据，所述状态数据包括：当前流量和闸门开度；3)软硬系统交互接口的闸门状态数据获取模块按照设定的步频从测控一体化子系统中各测控一体化闸门的数据采集模块获取对应闸门实时状态数据，并将所述状态数据发送至全渠道控制子系统的状态数据接收模块；4)状态数据接收模块将所述状态数据发送至状态数据分析模块；5)状态数据分析模块通过根据所述状态数据计算各闸门更新后的开度，并将开度计算结果发送至闸控指令生成模块；具体方法为：若任一闸门满足(xi |d|)<ki，则按设定的步长增大该闸门开度yi＝yi s；如果任一闸门满足(xi-|d|)>ki，则按设定的步长减小该闸门开度yi＝yi-s；如果任一闸门满足|xi-ki|≤|d|，则该闸门开度不更新；其中，s代表步长，xi代表第i个闸门的当前流量，ki代表第i个闸门的目标流量，d代表需水目标偏差阈值，yi代表第i个闸门的开度；6)闸门控制指令生成模块根据开度计算结果批量生成对应各闸门的控制指令；7)闸控指令发送模块将所述控制指令批量发送至软硬系统交互接口中的闸门远程控制模块；8)闸门远程控制模块将所述控制指令分发给测控一体化闸门子系统中对应的测控一体化闸门的网络通信模块；9)网络通信模块将对应闸门控制指令发送至闸门控制模块，闸门控制模块执行所述对应闸门的控制指令；10)全渠道控制子系统的闸控结果记录模块记录所述控制指令及指令执行结果；若指令执行失败，则再次执行所述指令；若指令执行成功，则重新返回步骤2)，直至所有闸门达到步骤1)设定的目标流量，控制结束。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述开度计算结果为所有闸门开度不更新，则闸门控制指令生成模块不生成控制指令，直至至少一个闸门更新对应开度计算结果后生成相应的控制指令。

技术总结
本公开提出一种全渠道灌溉多闸门联合调度控制系统及方法，属于灌区信息化智能化技术及水联网全渠道控制领域。其中，所述系统包括:测控一体化闸门子系统、软硬系统交互接口、全渠道控制子系统；所述测控一体化闸门子系统包括多个测控一体化闸门；所述测控一体化闸门子系统将每个测控一体化闸门的状态数据通过所述软硬系统交互接口发送至所述全渠道控制子系统；所述全渠道控制子系统根据所述状态数据生成所述每个测控一体化闸门的控制指令，并通过所述软硬系统交互接口将所述控制指令发送至对应的所述测控一体化闸门。本公开可用于灌区全渠道智能控制，为灌区自动化灌溉设备的高效管理、精准调度、智能控制、水资源的有效利用提供可靠的保障。提供可靠的保障。提供可靠的保障。


技术研发人员：王忠静 朱现坡 刘晋龙 王瑶
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/4/26