CN112303328A - 用于储水设备管道阀门的调度方法、系统及设备 - Google Patents

用于储水设备管道阀门的调度方法、系统及设备 Download PDF

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常仁凯
唐建
方洋
吕海乐
尹小文
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China Water Sunny Data Technology Co ltd
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
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    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种用于储水设备管道阀门的调度方法，通过一体化平台和供配水需求，实现管道阀门的调度控制，包括以下步骤：在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；在一体化平台中建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。

Description

用于储水设备管道阀门的调度方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及管道阀门调度技术领域，具体涉及一种用于储水设备管道阀门的调度方法、系统及设备。
背景技术
管道阀门调度主要分为现场调度和远程调度两种。
现有技术中，远程调度采用自动化控制与业务应用分析相互独立运行的方式，难以将现场运行情况及时反馈应用系统进行分析，且无法通过现场或远程调度使设备即时响应分析结果。当管道进行充水、供水、停水以及发生管道事故时，难以根据现场情况实时响应。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于储水设备管道阀门的调度方法、系统及设备。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于储水设备管道阀门的调度方法，通过一体化平台和供配水需求，实现管道阀门的调度控制，包括以下步骤：
步骤一：在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；
步骤二：在一体化平台中建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；
步骤三：根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；
步骤四：根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。
具体地，步骤二中，所述分析结果是在满足供配水需求的最低需水量时，各管道阀门的开度及该开度对应的时长。
具体地，步骤二中的优化调度模型包括数学函数模型或者神经网络模型；所述数学函数模型或者神经网络模型通过全域最佳化方式寻求供水时段内所述储水设备的进水时序组合。
具体地，所述数学函数模型为周期性、趋势性以及随机性组合的时间序列模型。
具体地，所述神经网络模型为感知机网络模型。
具体地，步骤二中，所述优化调度模型内置有监测信息在各类供水工况下的正常阈值，以及监测信息超过正常阈值时所要执行的调度方式，所述调度方式包括所述调度指令。
具体地，所述调度方式利用各管道阀门之间的协同性以及储水设备的消能箱的调压特性，使得管道阀门的开度完成调节后，管道内的压力为正值且消能箱无溢流。
具体地，步骤三中的调度指令包括使阀门处于开启状态的开启指令、使阀门处于关闭状态的关闭指令、使阀门处于停止状态的停止指令，以及阀门处于上述状态的持续时间。
一种用于储水设备管道阀门的调度系统，包括：
底层数据接入平台，其在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；
一体化平台，其建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；
调度指令生成模块，其根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；
执行反馈模块，根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的调度方法。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明通过结合供配水需求以及监测信息进行分析，得到管道阀门实时的调度指令，能够根据供配水需求的变化以及现有的管道状态进行实时响应。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
一种用于储水设备管道阀门的调度方法，通过一体化平台和供配水需求，实现管道阀门的调度控制，包括以下步骤：
S1：在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台。
S2：在一体化平台中建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果。
具体地，步骤二中，所述分析结果是在满足供配水需求的最低需水量时，各管道阀门的开度及该开度对应的时长。
具体地，步骤二中的优化调度模型包括数学函数模型或者神经网络模型；所述数学函数模型或者神经网络模型通过全域最佳化方式寻求供水时段内所述储水设备的进水时序组合。
具体地，所述数学函数模型为周期性、趋势性以及随机性组合的时间序列模型。
具体地，步骤二中，所述优化调度模型内置有监测信息在各类供水工况下的正常阈值，以及监测信息超过正常阈值时所要执行的调度方式，所述调度方式包括所述调度指令。
具体地，所述神经网络模型为感知机网络模型。
S3：根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令。
具体地，所述调度方式利用各管道阀门之间的协同性以及储水设备的消能箱的调压特性，使得管道阀门的开度完成调节后，管道内的压力为正值且消能箱无溢流。
由压强公式和伯努利方程可知：
(p1-p2)πR2-Ff＝0；
p1为管道的左端压力，p2为管道的右端压力，流体与管道接触面上的摩擦力为Ff；由上式可知：
Figure BDA0002749889390000031
通过上式求得消能箱摩擦力后，可根据求得的摩擦力阈值执行相应的调度方式。
具体地，步骤三中的调度指令包括使阀门处于开启状态的开启指令、使阀门处于关闭状态的关闭指令、使阀门处于停止状态的停止指令，以及阀门处于上述状态的持续时间。
S4：根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台；所述调节结果包括管道阀门的实际开度值。
所述监测信息包括管道内的流量、流速、压力以及阀门开度状态。
一种用于储水设备管道阀门的调度系统，包括：
底层数据接入平台，其在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；
一体化平台，其建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；
调度指令生成模块，其根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；
执行反馈模块，根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的调度方法。
其中管道阀门需具备远程控制功能，能够根据开度指令进行开度调节。
所述调度方式还包括包括各类供水工况下对应的阀门开启顺序、阀门开启关闭条件。
管道内流量、流速根据如下公式进行转换分析计算：
Q＝Sv；
式中：Q-管道流量；S-截面面积；V-水流速度。
其中管道压力分析根据如下公式计算：
P＝nRT/V；
式中，P为绝对压力，V为气体体积，n为气体的物质的量，R为气体摩尔常数，T为气体的热力学温度，t为工作温度。
对流量、流速等数据进行分析计算，得到压力，当压力超过相应工况的运行边界后，可执行对应边界条件的调度方法完成管道阀门调度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于储水设备管道阀门的调度方法，通过一体化平台和供配水需求，实现管道阀门的调度控制，包括以下步骤：
步骤一：在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；
步骤二：在一体化平台中建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；
步骤三：根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；
步骤四：根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。
2.根据权利要求1所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：步骤二中，所述分析结果是在满足供配水需求的最低需水量时，各管道阀门的开度及该开度对应的时长。
3.根据权利要求1所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：步骤二中的优化调度模型包括数学函数模型或者神经网络模型；所述数学函数模型或者神经网络模型通过全域最佳化方式寻求供水时段内所述储水设备的进水时序组合。
4.根据权利要求3所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：所述数学函数模型为周期性、趋势性以及随机性组合的时间序列模型。
5.根据权利要求3所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：所述神经网络模型为感知机网络模型。
6.根据权利要求3所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：步骤二中，所述优化调度模型内置有监测信息在各类供水工况下的正常阈值，以及监测信息超过正常阈值时所要执行的调度方式，所述调度方式包括所述调度指令。
7.根据权利要求6所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：所述调度方式利用各管道阀门之间的协同性以及储水设备的消能箱的调压特性，使得管道阀门的开度完成调节后，管道内的压力为正值且消能箱无溢流。
8.根据权利要求1所述的用于储水设备管道阀门的调度方法，其特征在于：步骤三中的调度指令包括使阀门处于开启状态的开启指令、使阀门处于关闭状态的关闭指令、使阀门处于停止状态的停止指令，以及阀门处于上述状态的持续时间。
9.一种用于储水设备管道阀门的调度系统，其特征在于，包括：
底层数据接入平台，其在各管道阀门处设置设置监控点，将不同监控点的监测信息接入一体化平台；
一体化平台，其建立优化调度模型，通过优化调度模型对供配水需求以及监测信息进行分析，得到分析结果；
调度指令生成模块，其根据分析结果，生成下发至管道阀门的调度指令；
执行反馈模块，根据调度指令完成管道阀门的开度调节，并将调节结果反馈至一体化平台。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的调度方法。
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