CN109937853A - 阀门动态流量管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种阀门动态流量管理方法。该方法包括确定待开启阀门；根据所述待开启阀门确定待计算管路；按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。本申请解决了相关技术中为保证开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量而成组的控制灌溉阀门，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法灵活控制不同灌溉阀门运行的技术问题。

Description

阀门动态流量管理方法和装置

技术领域

本申请涉及作物灌溉领域，具体而言，涉及一种阀门动态流量管理方法和装置。

背景技术

农作物的生长态势由灌溉系统的灌溉效果决定。灌溉系统由水源、第一级干管、第二级干管…第N-1级干管、第N级干管、分干管和设置在分干管上用于控制水流流出灌溉管路的灌溉阀门构成，通过分干管上的灌溉阀门控制水流流出灌溉管路，进而为作物进行灌溉。管路拓扑关系中记录有灌溉系统中水源、各管路及灌溉阀门的从属关系和最大流量，图1为一种灌溉系统的管路拓扑关系图，其中，灌溉系统包括有水源、第一级干管、第二级干管、分干管和灌溉阀门。

现有技术中的阀门流量管理方法将灌溉阀门分成不同的分组，且每个分组的组内灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源流量，使其能够在实际灌溉时每个灌溉阀门的实际流量接近或等于其额定流量，进而保证灌溉效率。但该方法在执行时需要成组的控制灌溉阀门在同一时段运行，而无法独立的控制每个阀门的运行状态，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法在开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量的前提下灵活控制不同灌溉阀门的开启。

针对相关技术中为保证开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量而成组的控制灌溉阀门，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法灵活控制不同灌溉阀门运行的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种阀门动态流量管理方法和装置，以解决相关技术中为保证开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量而成组的控制灌溉阀门，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法灵活控制不同灌溉阀门运行的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种阀门动态流量管理方法。

根据本申请的阀门动态流量管理方法包括：确定待开启阀门；根据所述待开启阀门确定待计算管路；按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

进一步的，按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量包括：获取所述待计算管路的当前剩余流量；判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

进一步的，确定待开启阀门包括：判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门。

进一步的，确定待开启阀门包括：判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

进一步的，所述阀门动态流量管理方法还包括：如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种阀门动态流量管理装置。

根据本申请的阀门动态流量管理装置包括：待开启阀门确定单元，用于确定待开启阀门；待计算管路确定单元，用于根据所述待开启阀门确定待计算管路；判断单元，用于按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；控制单元，用于如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

进一步的，判断单元包括：当前剩余流量获取模块，用于获取所述待计算管路的当前剩余流量；第一判断模块，用于判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；第二判断模块，用于如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；第三判断模块，用于如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

进一步的，待开启阀门确定单元包括：第一灌溉阀门判断模块，判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；第一待开启阀门确定模块，用于如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门。

进一步的，待开启阀门确定单元包括：第一灌溉阀门判断模块，用于判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；第二待开启阀门确定模块，用于如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

进一步的，阀门动态流量管理装置还包括：重新确定单元，用于如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。

在本申请实施例中，采用在阀门层面独立控制其开启的方式，通过计算当前待计算管路的剩余流量与待开启阀门的额定流量之间的差值，使其能够仅在当前待计算管路的剩余流量大于待开启阀门的额定流量时开启待开启阀门，达到了在精细控制每一个灌溉阀门的前提下，也能够使灌溉管路中实时开启的灌溉阀门所述消耗的流量总和接近或等于水源流量的目的，从而实现了动态控制灌溉阀门开启以使消耗的流量总和接近或等于水源流量的技术效果，进而解决了相关技术中为保证开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量而成组的控制灌溉阀门，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法灵活控制不同灌溉阀门运行的的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一种灌溉系统的管路拓扑关系图；

图2为本申请实施例的一种阀门动态流量管理方法；

图3为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图；

图4为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图；

图5为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图；

图6为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图；

图7为本申请提供的一种阀门动态流量管理装置的结构示意图；

图8为本申请提供的另一种阀门动态流量管理装置的结构示意图；

图9为本申请提供的另一种阀门动态流量管理装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

根据本申请实施例，提供了一种阀门动态流量管理方法，图2为本申请实施例的一种阀门动态流量管理方法，如图2所示，该阀门动态流量管理方法包括步骤S101至步骤S104：

S101确定待开启阀门；

由于管路中的水压和水量与开启阀门的数量及其流量有关，因此首先确定待开启阀门，以为后续判断是否开启待开启阀门做准备。

需要说明的是，待开启阀门的确定方式可根据具体灌溉环境或设施配置确定，如通过根据预设的规定自动确定、操作人员手动选择等方式获得，本申请在此不做具体限定。

S102根据所述待开启阀门确定待计算管路；

由于各级干管的分支节点所分支的管路不同，会出现分分干管路的分干管需求流量大于该分分干管路所属的上级管路的额定流量。如图1所示，第二级干管(3)的额定流量为20m³/h，其下属有4个额定流量为10m³/h的灌溉阀门，若同时开启该4个灌溉阀门，则会超过第二级干管(3)的额定流量。因此在控制阀门开启的过程中不仅需要考虑额定流量总和是否会超过水源流量，也需要考虑每一级干管的额定流量是否能满足其下属管路的需求流量。此外，并非所有管路都需要被判断，因为有些分干管上的灌溉阀门均未开启，因此首先需要确定需要在管网拓扑关系中确定待计算管路，提高处理效率。

S103按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

按水源、干管至分干管的顺序，依次判断水源、各干管以及各分干管的当前剩余流量是否大于待开启阀门的额定流量。当前剩余流量可以通过计算待计算管路的额定流量与所开启阀门的使用流量之间的差值获得，当当前剩余流量大于额定流量时，说明当前待计算管路还有一部分额外的流量可以分配给待开启阀门，也就是说，待开启阀门的开启不会对管路的流量造成影响。

S104如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

如果当前剩余流量大于额定流量，则说明待计算管路内还有一定的流量可以分配给待开启阀门。由于当前剩余流量是当前处于开启状态的阀门决定的，而阀门会基于自身的运行计划停止，因此在执行本方法的过程中，能够实现动态的控制阀门的开启，使每一时刻的阀门流量总和均趋近于水源流量。

在本申请实施例中，采用在阀门层面独立控制其开启的方式，通过计算当前待计算管路的剩余流量与待开启阀门的额定流量之间的差值，使其能够仅在当前待计算管路的剩余流量大于待开启阀门的额定流量时开启待开启阀门，达到了在精细控制每一个灌溉阀门的前提下，也能够使灌溉管路中实时开启的灌溉阀门所述消耗的流量总和接近或等于水源流量的目的，从而实现了动态控制灌溉阀门开启以使消耗的流量总和接近或等于水源流量的技术效果，进而解决了相关技术中为保证开启的灌溉阀门的额定流量总和接近或等于水源的流量而成组的控制灌溉阀门，导致灌溉系统的运行过程受分组情况的限制，无法灵活控制不同灌溉阀门运行的的技术问题。

在一个可行的实施方案中，图3为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图，如图3所示，在执行步骤S102时，可通过步骤S201至步骤S204实现：

S201获取所述待计算管路的当前剩余流量；

待计算管路的当前剩余流量可通过计算待计算管路的管路额定流量与其上所开启阀门占用的流量之间的差值获得。

S202判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

首先判断水源的当前水源剩余流量是否大于待开启阀门的额定流量，因为水源的流量决定着管路的流量，当水源的当前水源剩余流量无法满足待开启阀门的额定流量时，也就无需做后续判断，因此为了节省判断步骤，提高判断效率，首先对水源的当前水源剩余流量进行判断。

S203如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

当水源的当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则说明水源流量可以满足待开启阀门的开启，则需要进一步判断各干管及分干管能否满足其开启，遵循水源、干管及分干管的顺序，首先判断第一级干管的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

S204如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

当待计算管路中的每一级干管和每一级分干管的当前剩余流量都大于待开启阀门的额定流量时，则说明此时开启待开启阀门不会对管路中的流量造成影响，使其能够最大化的利用水源流量。

在一个可行的实施方案中，图4为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图，如图4所示，在执行步骤S201时，可通过步骤S301至步骤S303实现：

S301判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

S302如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门。

由于在通常灌溉系统中，水源流量可以保证多个灌溉阀门在同一时刻开启，为了顺序的开启各分干管的上的灌溉阀门，需要确定第一灌溉阀门中的距当前时刻最近所开启的灌溉阀门，将其作为指定阀门。

举例说明，以图1中记载的灌溉系统为例，在当前时刻所开启的灌溉阀门有第二级干管(1)至第二级干管(3)的每一个分干管(1)的灌溉阀门(1)，其中最先开启的是第二级干管(1)的分干管(1)的灌溉阀门(1)、其次为第二级干管(2)的分干管(1)的灌溉阀门(1)，以此类推，则指定阀门为第二级干管(3)的分干管(1)的灌溉阀门(1)。

由于管网拓扑关系中记录有灌溉系统中水源、各管路及灌溉阀门的从属关系，因此可以获得该指定阀门所属的指定分干管。

举例说明，以图1中记载的灌溉系统为例，如指定阀门为指定阀门为第二级干管(3)的分干管(1)的灌溉阀门(1)，则该指定分干管为第二级干管(3) 的分干管(1)。

由于集中开启一条分干管上的灌溉阀门会导致该分干管末端的灌溉阀门流量不足，因此在每次开启灌溉阀门时，都选择不同分干管上的处于关闭状态的灌溉阀门，以达到分散灌溉管路流量的效果。并为了便于控制，每条分干管都在一个灌溉周期内完成灌溉任务，因此采用依次的开启每一条分干管上的灌溉阀门的方式控制灌溉阀门开启。

举例说明，以图1中记载的灌溉系统为例，如指定阀分干管为第二级干管 (3)的分干管(1)，则顺序的确定待开启阀门所属的待开启分干管即为第二级干管(3)的分干管(2)。

根据每条分干管所控制的灌溉区域不同，因此每条分干管上的灌溉阀门数量也不同，如果按逆水流方向的顺序开启灌溉阀门，即首先开启分干管末端的灌溉阀门，则会导致分干管末端的灌溉阀门受前端灌溉阀门的影响而无法获得充足的流量。因此在每次选择待开启阀门时，都会按水流方向依次的选择，保证该灌溉阀门充足的流量。也就是说，当分干管上的第一个灌溉阀门还没有完成灌溉任务时，则会选择该第一个灌溉阀门作为待开启阀门，而当分干管上的第一个灌溉阀门已经完成了灌溉任务后，则会选择第二个灌溉阀门作为待开启阀门，以此类推。

再次需要说明的是，待开启阀门的数量可以是一个、两个或多个，具体的待开启阀门开启数量可根据具体实施时的作物种类或土壤要求选择，本申请在此并不做具体限定。

S303如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

具体的，如在起始阶段执行本方法控制阀门的开启，则可选择距离水源最远端的阀门作为起始运行阀门，当阀门和管路具有标识时，可选择标识最小的阀门最为起始阀门，即第一个待开启阀门。

在一个可行的实施方案中，在执行步骤S104之后，图5为本申请提供的另一种阀门动态流量管理方法的流程示意图，如图5所示，本阀门动态流量管理方法还包括步骤S401：

S401如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。

如果判断待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则说明待开启阀门的额定流量在当前时刻无法被满足，为提高灌溉系统的灌溉效率，因此需要重新获取待开启阀门，以判断其是否能够在下一时刻开启。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种阀门动态流量管理装置，图6为本申请提供的一种阀门动态流量管理装置的结构示意图，如图6 所示，该阀门动态流量管理装置包括：

61待开启阀门确定单元，用于确定待开启阀门；

62待计算管路确定单元，用于根据所述待开启阀门确定待计算管路；

63判断单元，用于按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

64控制单元，用于如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

在一个可行的实施方案中，图7为本申请提供的另一种阀门动态流量管理装置的结构示意图，如图7所示，63判断单元包括以下模块：

631当前剩余流量获取模块，用于获取所述待计算管路的当前剩余流量；

632第一判断模块，用于判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

633第二判断模块，用于如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

634第三判断模块，用于如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

在一个可行的实施方案中，图8为本申请提供的另一种阀门动态流量管理装置的结构示意图，如图8所示，61待开启阀门确定单元包括以下模块：

611第一灌溉阀门判断模块，判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

612第一待开启阀门确定模块，用于如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门；

613第二待开启阀门确定模块，用于如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

在一个可行的实施方案中，图9为本申请提供的另一种阀门动态流量管理装置的结构示意图，如图9所示，本阀门动态流量管理装置还包括：

65重新确定单元，用于如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门动态流量管理方法，其特征在于，包括：

确定待开启阀门；

根据所述待开启阀门确定待计算管路；

按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

2.根据权利要求1所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量包括：

获取所述待计算管路的当前剩余流量；

判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

3.根据权利要求1所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述确定待开启阀门包括：

判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门。

4.根据权利要求1所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述确定待开启阀门包括：

判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

5.根据权利要求1所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述阀门动态流量管理方法还包括：

如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。

6.一种阀门动态流量管理装置，其特征在于，包括：

待开启阀门确定单元，用于确定待开启阀门；

待计算管路确定单元，用于根据所述待开启阀门确定待计算管路；

判断单元，用于按预设顺序判断所述待计算管路的当前剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

控制单元，用于如果所述待计算管路的当前剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则开启所述待开启阀门。

7.根据权利要求6所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述判断单元包括：

当前剩余流量获取模块，用于获取所述待计算管路的当前剩余流量；

第一判断模块，用于判断所述待计算管路中的当前水源剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

第二判断模块，用于如果所述当前水源剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则判断所述待计算管路中的当前第一级干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量；

第三判断模块，用于如果所述当前第一级干管剩余流量大于所述待开启阀门的额定流量，则顺序的直至判断当前分干管剩余流量是否大于所述待开启阀门的额定流量。

8.根据权利要求6所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述待开启阀门确定单元包括：

第一灌溉阀门判断模块，判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

第一待开启阀门确定模块，用于如果当前存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据预设的灌溉阀门开启规则和所述第一灌溉阀门确定所述待开启阀门。

9.根据权利要求6所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，所述待开启阀门确定单元包括：

第一灌溉阀门判断模块，用于判断当前是否存在有处于开启状态的第一灌溉阀门；

第二待开启阀门确定模块，用于如果不存在有处于开启状态的第一灌溉阀门，则根据管路标识确定所述待开启阀门。

10.根据权利要求6所述的阀门动态流量管理方法，其特征在于，还包括：

重新确定单元，用于如果所述待计算管路中存在有当前剩余流量小于所述待开启阀门的额定流量的管路，则重新确定所述待开启阀门。