CN116068883A - 一种水利闸门的远程智能控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利闸门的远程智能控制方法及系统，涉及水利工程技术领域，该方法包括：采集目标水利闸门所在河道当前的目标水流量信息；将目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得预设时间范围内的理论泄水流量信息；构建震动开度关联数据库；采用目标水利闸门的多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得多个开度控制方案；根据理论泄水流量信息，构建约束条件；在多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对目标水利闸门进行远程控制。本发明解决了现有技术中水利闸门控制没有考虑水跃和闸门震动的情况，影响闸门运行质量的技术问题，达到了结合闸门震动情况进行智能控制，提升闸门质量和寿命的技术效果。

Description

一种水利闸门的远程智能控制方法及系统

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及一种水利闸门的远程智能控制方法及系统。

背景技术

闸门的开启与关闭是水利工程控制中的重点，对于水利发电、蓄水养民和下游生态有着重要的作业，目前一般通过闸门启闭机，根据水利工程所在河道的水流量情况以及需求进行闸门的控制。

水利工程中闸门的后方常会发生水跃现象，导致闸门门板震动，在长期的震动下，会导致闸门的焊缝、螺栓等部位出现松动，影响闸门关闭和打开的精度，影响闸门的寿命。

水跃现象的出现与闸门的开度有关，部分开度下，闸门的震动频率较高。现有技术中控制闸门的过程中一般只考虑泄水流量的需求，而没有考虑水跃和闸门震动的情况，存在着无法通过控制开度影响水跃现象而控制闸门震动频率，影响闸门质量的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种水利闸门的远程智能控制方法及系统，用于针对解决现有技术中控制水利闸门的过程中一般只考虑泄水流量的需求，而没有考虑水跃和闸门震动的情况，存在着无法通过控制开度影响水跃现象而控制闸门震动频率，影响闸门质量的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种水利闸门的远程智能控制方法及系统。

本申请的第一个方面，提供了一种水利闸门的远程智能控制方法，所述方法包括：

采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

本申请的第二个方面，提供了一种水利闸门的远程智能控制系统，所述系统包括：

水流量采集模块，用于采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

泄水流量分析模块，用于将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

数据库构建模块，用于分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

开度方案获取模块，用于获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

开度控制方案获取模块，用于采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

约束条件构建模块，用于根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

开度控制方案寻优模块，用于根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的技术方案通过获取水利闸门所在河道当前的水流量，并根据预构建的泄水流量数据库，获得当前水利闸门进行泄水所需的理论泄水流量信息，然后分析水利闸门的震动频率与开度的关系，构建震动开度关联数据库，进一步采集水利闸门打开时的多种开度方案，结合多个开度持续时间，获得多个开度控制方案，根据理论泄水流量信息构建约束条件，对多个开度控制方案进行寻优，获得最优开度控制方案，对水利闸门进行控制。本申请通过根据水流量情况，分析获得当前的理论泄水流量信息，构建约束条件，并构建震动开度关联数据库，组合获得多个开度控制方案，基于约束条件和预设寻优规则，进行开度控制方案的寻优，采用最优开度控制方案进行水利闸门的控制，通过寻优，能够获得同时满足约束条件，并使水利闸门总的震动频率最小的控制方案，满足水利闸门泄水要求的同时，降低由于特殊开度导致水跃现象增多进而产生的震动频率，本申请构建的特殊水利闸门控制方法，通过远程分析和智能控制，达到了保证闸门门叶的质量，提升水利闸门的使用寿命的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种水利闸门的远程智能控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种水利闸门的远程智能控制方法中构建震动开度关联数据库的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种水利闸门的远程智能控制方法中构建约束条件的流程示意图；

图4为本申请实施例提供了一种水利闸门的远程智能控制系统结构示意图。

附图标记说明：水流量采集模块11，泄水流量分析模块12，数据库构建模块13，开度方案获取模块14，开度控制方案获取模块15，约束条件构建模块16，开度控制方案寻优模块17。

具体实施方式

本申请通过提供了一种水利闸门的远程智能控制方法，用于针对解决现有技术中控制水利闸门的过程中一般只考虑泄水流量的需求，而没有考虑水跃和闸门震动的情况，存在着无法通过控制开度影响水跃现象而控制闸门震动频率，影响闸门质量的技术问题。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种水利闸门的远程智能控制方法，所述方法包括：

S100：采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

具体地，目标水利闸门可为现有技术中任意水利工程中的闸门，示例性地，任意水利工程可包括水电站、灌溉工程等，目标水利闸门的作用可为抬高渠中水位，便于水利发电和引水，实行轮灌以及保护下游水道安全等。

采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，具体可基于该河道内水流的横截面积、水流的平均速度以及时间，采用现有技术进行计算，计算该河道内当前未来预设时间范围内的水流量，获得目标水流量信息。

具体地，为计算未来预设时间范围内该河道的水流量，可基于过去一段时间范围内河道内的水流横截面积、平均流速和预设时间范围的时间长度进行计算。该预设时间范围优选为一天，过于一段时间范围可为过去的一小时、一天等。

S200：将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

将该目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，根据该目标水流量信息，获得目标水利闸门在未来预设时间范围内向下游进行泄水的理论泄水流量信息。其中，该理论泄水流量信息对应的水流量可保证目标水利闸门所在水利工程的泄水要求，即满足水利发电、保护下游和支持引水等的需求。

本申请实施例提供的方法中的步骤S200包括：

S210：采集所述目标水利闸门所在河道在此前多个历史时间节点不同的水流量，获得多个样本水流量信息；

S220：采集所述目标水利闸门在所述多个历史时间节点不同的泄水流量，获得多个样本泄水流量信息；

S230：根据所述多个样本水流量信息，进行水流量区间划分，获得多个水流量区间；

S240：以所述多个水流量区间作为索引，以所述多个样本泄水流量信息作为数据，构建所述泄水流量数据库；

S250：将所述水流量信息输入所述泄水流量数据库，获得对应的若干个样本泄水流量信息，选取出现频率最高的样本泄水流量信息作为所述理论泄水流量信息。

具体地，根据此前目标水利闸门进行控制泄水的历史数据，采集目标水利闸门所在河道在此前多个历史时间节点不同的水流量，获得多个样本水流量信息。

以及，采集目标水利闸门在对应的多个历史时间节点不同的泄水流量，获得多个样本泄水流量信息。其中，多个样本水流量信息和多个样本泄水流量信息对应，一个样本水流量信息可对应多个样本泄水流量信息，多个样本水流量信息可对应一个样本泄水流量信息。

根据该多个样本水流量信息，进行水流量区间的划分，获得多个水流量区间，每个水流量区间内可包括一个或多个样本水流量信息。

基于数据库的构建，将多个水流量区间作为索引，以多个样本泄水流量信息作为数据，构建上述的泄水流量数据库。

构建完成的泄水流量数据库中，可将当前未来预设时间范围内的目标水流量信息输入泄水流量数据库，获取其所述的水流量区间，进而获取该水流量区间内样本水流量信息对应的若干个样本泄水流量信息，选择其中出现频率最高的样本泄水流量信息作为上述的理论泄水流量信息。理论泄水流量信息内包括未来预设时间范围内目标水利闸门需要泄水的水体积大小信息。

本申请实施例通过采集目标水利闸门以及所在河道此前的水流量信息和泄水流量信息，构建泄水流量数据库，能够基于历史泄水经验数据，快速根据当前目标水流量确定对应的理论泄水流量信息，作为控制目标水利闸门的部分数据基础，保证泄水满足水利需求。

S300：分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

具体地，水利闸门附近的水跃现象与水利闸门的开度有关，当水利闸门保持在特殊的开度，会导致水跃的强度和频率增加，进而导致水利闸门的震动频率增加，影响水利闸门的质量。

通过分析目标水利闸门在水跃影响下的震动频率和闸门开度之间的关系，构建震动开度关联数据库。

如图2所示，本申请实施例提供的方法中的步骤S300包括：

S310：采集所述目标水利闸门不同的开度，获得多个样本开度信息；

S320：采集所述目标水利闸门在所述多个样本开度信息下的震动频率，获得多个样本震动频率信息；

S330：构建所述多个样本开度信息和所述多个样本震动频率信息的映射关系，获得所述震动开度关联数据库。

具体地，采集目标水利闸门不同的开度，其中，开度为闸门门板从闸底板提起的高度距离，单位为m，可基于位移传感器对目标水利闸门的门板进行位移检测，获得多个不同的样本开度信息。其中，可采集目标水利闸门所在河道水流量正常的情况下的多个开度信息，即非汛期和旱期下的多个开度信息，作为多个样本开度信息。

进一步地，基于上述的多个样本开度信息，采集目标水利闸门在不同开度情况下由于水跃现象导致震动的震动频率，可基于现有技术中的震动检测技术，检测目标水利闸门的震动频率，获得多个样本震动频率信息，其中，多个样本开度信息和多个样本震动频率信息一一对应。

在本申请另一可能的实施例中，可采集目标水利闸门在同一开度下，不同水流量下的多个震动频率信息，计算多个震动频率信息的均值，作为该开度对应的样本震动频率信息。

构建该多个样本开度信息和多个样本震动频率信息的映射关系，根据该映射关系，构建获得上述的震动开度关联数据库。

基于构建完成的震动开度关联数据库，将目标水利闸门当前的开度信息输入该震动开度关联数据库，可获得当前目标水利闸门对应的震动频率信息。该震动频率信息并非是当前目标水利闸门的准确震动频率，但可作为反映当前目标水利闸门震动频率强度的数据基础，进行后续的水利闸门的智能控制。

本申请实施例通过构建震动开度关联数据库，可基于目标水利闸门此前开度和震动频率的经验数据，分析当前目标水利闸门的震动频率，进而作为控制水利闸门的数据基础，提升控制的准确性和智能性。

S400：获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

具体地，获取该目标水利闸门的多种开度方案，及目标水利闸门在进行打开和关闭控制时可执行的多个开度，例如可为4.5m，6m等，形成多个开度方案。

S500：采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

进一步地，基于该多种开度方案，结合开度方案持续控制保持的多个开度持续时间，进行随机选择和组合，获得预设时间范围内对目标水利闸门进行控制的多个开度控制方案。

本申请实施例提供的方法中的步骤S500具体包括：

S510：获取多个开度持续时间；

S520：从所述多种开度方案和所述多个开度持续时间中随机选择开度方案和开度持续时间进行组合，获得所述预设时间范围内不同的所述多个开度控制方案，其中，每个开度控制方案内不同开度方案的持续时间总和为所述预设时间范围的时间长度。

具体地，获取控制目标水利闸门开度的多个开度持续时间，开度持续时间即目标水利闸门控制在一个开度进行闸门开启的持续时间，示例性地，多个开度持续时间可为0.5小时、1小时、2小时等，且小于上述的预设时间范围的时间长度。

进一步地，从多种开度方案和多个开度持续时间中随机选择开度方案和开度持续时间进行组合，获得预设时间范围内不同的多个开度控制方案，其中，每个开度控制方案内不同开度方案的持续时间的总和即为预设时间范围的时间长度。

每个开度控制方案内包括不完全相同的多个开度方案，且开度方案的持续时间也不相同，如此形成数据量较大的多个开度控制方案，本申请实施例在多个开度控制方案内进行寻优，寻优目的为满足上述的理论泄水流量信息的同时，使目标水利闸门在预设时间范围内的震动次数越少，进而维持目标水利闸门的质量。

本申请实施例通过随机选择开度方案和开度持续时间进行组合，获得多个开度控制方案，作为寻优的数据基础，结合本申请实施例中的寻优算法，能够获得控制效果较好的最优控制方案，通过构建寻优的数据基础，提升了目标水利闸门寻优智能控制的准确性。

S600：根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

根据上述的理论泄水流量信息，构建在对多个开度控制方案进行寻优的约束条件，在寻优过程中，寻优的开度控制方案需满足该约束条件，即满足理论泄水流量信息的泄水量要求，进而提升寻优的效率和精度。

如图3所示，本申请实施例提供的方法中的步骤S600包括：

S610：根据所述理论泄水流量信息，获得所述目标水利闸门在历史时间内具有所述理论泄水流量信息的多个历史时间范围；

S620：采集所述多个历史时间范围内的实际泄水流量，获得多个历史泄水流量信息；

S630：根据所述多个历史泄水流量信息和所述理论泄水流量信息，计算获得补偿参数；

S640：采用所述补偿参数对所述理论泄水流量信息进行补偿，获得泄水流量范围；

S650：将所述目标水利闸门在所述预设时间范围内的泄水流量需要落入所述泄水流量范围，构建为所述约束条件。

具体地，根据上述的理论泄水流量信息，采集目标水利闸门在历史时间内具有所述理论泄水流量信息的多个历史时间范围，其中，在历史时间内，目标水利闸门所在的水利工程也通过计算理论泄水流量，进行闸门控制。

根据目标水利闸门在历史时间内的控制日志记录，获得历史时间内具有该理论泄水流量信息的多个历史时间范围，示例性地，该多个历史时间范围的长度与预设时间范围的时间长度相同。

基于获得的多个历史时间范围，根据目标水利闸门在历史时间内的实际泄水流量日志记录，获取目标水利闸门在该多个历史时间范围内的实际泄水流量，作为多个历史泄水流量信息。

根据该多个历史泄水流量信息和理论泄水流量信息，计算获得对理论泄水流量信息进行补偿的补偿参数。优选地，计算方法为，获取多个历史泄水流量信息中大于以及小于该理论泄水流量信息的历史泄水流量信息中，出现频率最高的第一历史泄水流量信息和第二历史泄水流量信息。分别计算第一历史泄水流量信息和第二历史泄水流量信息和预设泄水流量信息的差值，获得第一差值和第二差值，将该第一差值和第二差值作为上述的补偿参数。

采用该补偿参数对理论泄水流量信息进行补偿，获得泄水流量范围，该泄水流量范围即为第一历史泄水流量信息和第二历史泄水流量信息之间的范围。

将目标水利闸门在预设时间范围内的泄水流量需要落入该泄水流量范围，作为进行开度控制方案寻优的约束条件。调整水利闸门开度时，会影响闸门的泄水量，进行寻优的过程中，保证开度控制方案在控制调整目标水利闸门开度的过程中，水利闸门泄水的理论流量落入该泄水流量范围内，即满足约束条件。

其中，目标水利闸门在不同开度下的泄水流量，可基于水利闸门泄水不同开度下的横截面积和水流过目标水利闸门的平均流速计算获得。

本申请实施例通过采集目标水利闸门此前泄水流量为理论泄水流量信息时的实际泄水流量信息，对理论泄水流量信息进行补偿，构建约束条件，能够保证目标水利闸门的泄水流量满足水利要求，并提升寻优的效率和准确性。

S700：根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

具体地，基于上述的约束条件和震动开度关联数据库，结合本申请实施例构建的预设寻优规则，在多个开度控制方案内寻优，以获得符合约束条件，且预设时间范围内目标水利闸门震动频率最小最优开度控制方案，作为最优开度控制方案，对目标水利闸门进行控制。

本申请实施例提供的方法中的步骤S700包括：

S710：采用所述约束条件，对所述多个开度控制方案进行约束，获得符合所述约束条件的开度控制方案集合；

S720：在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第一开度控制方案，并作为当前解；

S730：分析获取所述第一开度控制方案的第一控制评分；

S740：再次在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第二开度控制方案；

S750：分析获取所述第二开度控制方案的第二控制评分；

S760：所述预设寻优规则包括，判断所述第二控制评分是否大于第一控制评分，若是，则将所述第二开度控制方案作为当前解，若否，则按照概率将所述第二开度控制方案作为当前解，所述概率通过下式计算：

其中，K为概率计算常数，C为寻优速率因子，A₁为第一控制评分，A₂为第二控制评分；

S770：继续迭代寻优，直到当前解在预设次数内不发生变化，或迭代寻优达到预设迭代次数，将最终的当前解输出，获得所述最优开度控制方案。

具体地，采用上述的约束条件，对多个开度控制方案进行约束。

具体约束的过程中，可获取每个开度控制方案内具体的若干个开度方案和若干个开度方案的开度持续时间，计算不同开度和对应开度持续时间下目标水利闸门的泄水流量，进而加和计算获得整个开度控制方案的理论泄水流量，如此，可计算获得多个开度控制方案在未来预设时间范围内的多个理论泄水流量。

进一步地，判断多个开度控制方案在未来预设时间范围内的多个理论泄水流量是否满足该约束条件，即是否落入上述的泄水流量范围，获得多个满足该约束条件的开度控制方案，完成约束，获得符合约束条件的开度控制方案集合。

基于该开度控制方案集合进行寻优，在该开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第一开度控制方案，并作为寻优进程中的当前解。

分析获取第一开度控制方案的第一控制评分，本申请实施例提供的方法中的步骤S730包括：

S731：获取所述第一开度控制方案内的多个第一开度方案和对应的多个第一开度持续时间；

S732：将所述多个第一开度方案输入所述震动开度关联数据库，获得多个震动频率信息；

S733：采用所述多个震动频率信息和所述多个第一开度持续时间，计算获得所述第一开度控制方案内所述目标水利闸门的第一总震动次数；

S734：根据所述第一总震动次数，进行控制评分评估，获得所述第一控制评分。

具体地，获取该第一开度控制方案内的多个开度方案以及多个开度方案的多个开度持续时间，作为多个第一开度方案和对应的多个第一开度持续时间。

将该多个第一开度方案输入上述的震动开度关联数据库，获得多个对应的震动频率信息。基于多个震动频率信息和多个第一开度持续时间，计算采用第一开度控制方案控制目标水利闸门时，目标水利闸门理论上在预设时间范围内的总震动次数，作为第一总震动次数。

根据该第一总震动次数，进行第一开度控制方案的控制评分评估，其中，总震动次数越小，则评分越高，获得第一控制评分。可选的，可构建总震动次数和控制评分的映射关系，其中，总震动次数越小，评分越高，将当前第一开度控制方案的第一总震动次数输入该映射关系进行遍历，获得第一控制评分。

本申请实施例基于前述的震动开度关联数据库，模拟计算开度控制方案控制目标水利闸门时的总震动次数，进行控制评分评估，作为开度控制方案寻优的根据，提升开度控制方案的准确性，进而保证目标水利闸门控制运行过程中的质量，通过寻优控制减少震动的情况。

再次在开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第二开度控制方案，并基于步骤S730相同的方法，获取第二开度控制方案的第二控制评分。

上述的预设寻优规则包括，判断第二控制评分是否大于第一控制评分，若是，则说明第二开度控制方案优于第一开度控制方案，第二开度控制方案控制目标水利闸门的过程中，相对于第一开度控制方案可降低闸门的震动频率，将第二开度控制方案替代第一开度控制方案，作为当前解。

若否，则说明第二开度控制方案劣于第一开度控制方案，此时为寻优初期，第一开度控制方案大概率为局部最优，为避免寻优停滞在第一开度控制方案的局部最优处，同时提升寻优效率，通过计算概率，将第二开度控制方案替代第一开度控制方案，作为当前解，即寻优进程中的历史最优解。

该概率通过下式计算：

其中，K为概率计算常数，C为寻优速率因子，A₁为第一控制评分，A₂为第二控制评分。

其中，K为固定的常数，例如可为3或为自然对数e，C为随着寻优进程逐渐减小的常数，优选基于指数减小方式减小。在寻优的初期，C较大，概率较大，以较大概率接受较劣的第二开度控制方案作为当前解，在寻优的后期，C减小，以较小概率接受评分较低的开度控制方案作为当前解，提升寻优精度。

继续随机选择获得第三开度控制方案，并获得第三控制评分，按照上述的预设寻优规则，进行寻优迭代，直到当前解在预设次数内不发生变化，该预设次数可优选为10次，将当前解输出，作为最优开度控制方案。可选的，也可进行迭代寻优直到达到预设迭代次数，该预设迭代次数例如可为100次，将最终的当前解输出，作为最优开度控制方案，完成寻优，在未来的预设时间范围内，采用该最优开度控制方案，对目标水利闸门进行控制。

综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：

本申请通过根据水流量情况，分析获得当前的理论泄水流量信息，构建约束条件，并构建震动开度关联数据库，组合获得多个开度控制方案，基于约束条件和预设寻优规则，进行开度控制方案的寻优，采用最优开度控制方案进行水利闸门的控制，通过寻优，能够获得同时满足约束条件，并使水利闸门总的震动频率最小的控制方案，满足水利闸门泄水要求的同时，降低由于特殊开度导致水跃现象增多进而产生的震动频率，本申请构建的特殊水利闸门控制方法，通过远程分析和智能控制，达到降低闸门震动情况，保证闸门质量，提升水利闸门的使用寿命的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种水利闸门的远程智能控制方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种水利闸门的远程智能控制系统，其中，所述系统包括：

水流量采集模块11，用于采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

泄水流量分析模块12，用于将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

数据库构建模块13，用于分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

开度方案获取模块14，用于获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

开度控制方案获取模块15，用于采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

约束条件构建模块16，用于根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

开度控制方案寻优模块17，用于根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

进一步地，所述泄水流量分析模块12用于实现以下功能：

采集所述目标水利闸门所在河道在此前多个历史时间节点不同的水流量，获得多个样本水流量信息；

采集所述目标水利闸门在所述多个历史时间节点不同的泄水流量，获得多个样本泄水流量信息；

根据所述多个样本水流量信息，进行水流量区间划分，获得多个水流量区间；

以所述多个水流量区间作为索引，以所述多个样本泄水流量信息作为数据，构建所述泄水流量数据库；

将所述水流量信息输入所述泄水流量数据库，获得对应的若干个样本泄水流量信息，选取出现频率最高的样本泄水流量信息作为所述理论泄水流量信息。

进一步地，所述数据库构建模块13还用于实现以下功能：

采集所述目标水利闸门不同的开度，获得多个样本开度信息；

采集所述目标水利闸门在所述多个样本开度信息下的震动频率，获得多个样本震动频率信息；

构建所述多个样本开度信息和所述多个样本震动频率信息的映射关系，获得所述震动开度关联数据库。

进一步地，所述约束条件构建模块16用于实现以下功能：

根据所述理论泄水流量信息，获得所述目标水利闸门在历史时间内具有所述理论泄水流量信息的多个历史时间范围；

采集所述多个历史时间范围内的实际泄水流量，获得多个历史泄水流量信息；

根据所述多个历史泄水流量信息和所述理论泄水流量信息，计算获得补偿参数；

采用所述补偿参数对所述理论泄水流量信息进行补偿，获得泄水流量范围；

将所述目标水利闸门在所述预设时间范围内的泄水流量需要落入所述泄水流量范围，构建为所述约束条件。

进一步地，所述开度控制方案寻优模块17用于实现以下功能：

采用所述约束条件，对所述多个开度控制方案进行约束，获得符合所述约束条件的开度控制方案集合；

在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第一开度控制方案，并作为当前解；

分析获取所述第一开度控制方案的第一控制评分；

再次在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第二开度控制方案；

分析获取所述第二开度控制方案的第二控制评分；

所述预设寻优规则包括，判断所述第二控制评分是否大于第一控制评分，若是，则将所述第二开度控制方案作为当前解，若否，则按照概率将所述第二开度控制方案作为当前解，所述概率通过下式计算：

其中，K为概率计算常数，C为寻优速率因子，A₁为第一控制评分，A₂为第二控制评分；

继续迭代寻优，直到当前解在预设次数内不发生变化，或迭代寻优达到预设迭代次数，将最终的当前解输出，获得所述最优开度控制方案。

其中，分析获取所述第一开度控制方案的第一控制评分，包括：

获取所述第一开度控制方案内的多个第一开度方案和对应的多个第一开度持续时间；

将所述多个第一开度方案输入所述震动开度关联数据库，获得多个震动频率信息；

采用所述多个震动频率信息和所述多个第一开度持续时间，计算获得所述第一开度控制方案内所述目标水利闸门的第一总震动次数；

根据所述第一总震动次数，进行控制评分评估，获得所述第一控制评分。

本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种水利闸门的远程智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，包括：

采集所述目标水利闸门所在河道在此前多个历史时间节点不同的水流量，获得多个样本水流量信息；

采集所述目标水利闸门在所述多个历史时间节点不同的泄水流量，获得多个样本泄水流量信息；

根据所述多个样本水流量信息，进行水流量区间划分，获得多个水流量区间；

以所述多个水流量区间作为索引，以所述多个样本泄水流量信息作为数据，构建所述泄水流量数据库；

将所述水流量信息输入所述泄水流量数据库，获得对应的若干个样本泄水流量信息，选取出现频率最高的样本泄水流量信息作为所述理论泄水流量信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库，包括：

采集所述目标水利闸门不同的开度，获得多个样本开度信息；

采集所述目标水利闸门在所述多个样本开度信息下的震动频率，获得多个样本震动频率信息；

构建所述多个样本开度信息和所述多个样本震动频率信息的映射关系，获得所述震动开度关联数据库。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述多种开度方案结合多个开度方案持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案，包括：

获取多个开度持续时间；

从所述多种开度方案和所述多个开度持续时间中随机选择开度方案和开度持续时间进行组合，获得所述预设时间范围内不同的所述多个开度控制方案，其中，每个开度控制方案内不同开度方案的持续时间总和为所述预设时间范围的时间长度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件，包括：

根据所述理论泄水流量信息，获得所述目标水利闸门在历史时间内具有所述理论泄水流量信息的多个历史时间范围；

采集所述多个历史时间范围内的实际泄水流量，获得多个历史泄水流量信息；

根据所述多个历史泄水流量信息和所述理论泄水流量信息，计算获得补偿参数；

采用所述补偿参数对所述理论泄水流量信息进行补偿，获得泄水流量范围；

将所述目标水利闸门在所述预设时间范围内的泄水流量需要落入所述泄水流量范围，构建为所述约束条件。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，包括：

采用所述约束条件，对所述多个开度控制方案进行约束，获得符合所述约束条件的开度控制方案集合；

在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第一开度控制方案，并作为当前解；

分析获取所述第一开度控制方案的第一控制评分；

再次在所述开度控制方案集合内随机选择一开度控制方案，作为第二开度控制方案；

分析获取所述第二开度控制方案的第二控制评分；

所述预设寻优规则包括，判断所述第二控制评分是否大于第一控制评分，若是，则将所述第二开度控制方案作为当前解，若否，则按照概率将所述第二开度控制方案作为当前解，所述概率通过下式计算：

，

其中，K为概率计算常数，C为寻优速率因子，A₁为第一控制评分，A₂为第二控制评分；

继续迭代寻优，直到当前解在预设次数内不发生变化，或迭代寻优达到预设迭代次数，将最终的当前解输出，获得所述最优开度控制方案。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，分析获取所述第一开度控制方案的第一控制评分，包括：

获取所述第一开度控制方案内的多个第一开度方案和对应的多个第一开度持续时间；

将所述多个第一开度方案输入所述震动开度关联数据库，获得多个震动频率信息；

采用所述多个震动频率信息和所述多个第一开度持续时间，计算获得所述第一开度控制方案内所述目标水利闸门的第一总震动次数；

根据所述第一总震动次数，进行控制评分评估，获得所述第一控制评分。

8.一种水利闸门的远程智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：

水流量采集模块，用于采集目标水利闸门所在河道当前的水流量，获得目标水流量信息；

泄水流量分析模块，用于将所述目标水流量信息输入预构建的泄水流量数据库内，获得所述目标水利闸门在预设时间范围内的理论泄水流量信息；

数据库构建模块，用于分析所述目标水利闸门的震动频率与开度的关系，获得震动开度关联数据库；

开度方案获取模块，用于获取所述目标水利闸门的多种开度方案；

开度控制方案获取模块，用于采用所述多种开度方案结合多个开度持续时间进行随机组合，获得所述预设时间范围内的多个开度控制方案；

约束条件构建模块，用于根据所述理论泄水流量信息，构建约束条件；

开度控制方案寻优模块，用于根据所述约束条件、预设寻优规则和震动开度关联数据库，在所述多个开度控制方案内进行寻优，获得最优开度控制方案，对所述目标水利闸门进行远程控制。

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