[发明专利]群闸调配专家决策控制系统

说明书

技术领域

本发明属于一种灌区供水调度管理系统，具体涉及一种群闸调配专家决策控制系统。

背景技术

现有灌区供水调度管理工作，管理处负责大运河水量调配，监管到沿运闸洞；干渠管理所按照管理处的水量调度方案，负责干渠内部的水量调配，监管到干渠各段及支渠首；供水服务站根据干渠管理所的调配方案，负责支渠内部的水量调配，监管到支渠各段直至斗渠首；内部经纪人负责配水到田。为保障灌区管理处调度方案的严格执行，管理处对各干渠管理所制定了与单位及其负责人责权利挂钩的责任制和管理制度，干渠管理所及其以下亦相应制定了成套的管理制度。

以往沿运涵闸实行不间断供水，以调控闸门开高为手段，往往造成大运河水量失控，各级渠道水位不高不稳。江水北送时，省市驻员“看水”，灌溉效益不高，上下关系紧张，用水矛盾重重。近两年来，为了改变“上看下偷、调度无方、配水无序、管理粗放”的被动局面，灌区从改革用水制度入手，以大运河江淮水源条件和农作物不同需水规律为依据，研究制定可行的灌溉用水方案，坚持“大流急灌、高水猛灌”的供水思路，对沿运闸洞采取“水权统管、分组轮灌、定时供水、制度节水”的管理模式，制定干渠分组轮灌用水方案，做到停时一关到底，开时高水远送。同时各干渠内部亦制定了配套的用水制度，实行支级渠优化组合的轮灌用水方案。用水制度的改革，使高峰期用水时间缩短了近38％，即6月份沿运闸洞有38％的时间关闭；正常生长期，用水时间缩短了50％，即7月份以后沿运闸洞有50％的时间关闭，使用水渠道水位普遍抬高20厘米以上，自灌保证率明显提高，极大地促进了灌区节约用水。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种群闸调配专家决策控制系统。

本发明采用的技术方案是：一种群闸调配专家决策控制系统，包括现场闸门控制器、闸控SCADA服务器、闸控工作站、水情工情遥测站、遥测通讯服务器，所述现场闸门控制器和闸控工作站通过宽带光纤水利专网与闸控SCADA服务器连接，所述水情工情遥测站和遥测通讯服务器之间通过超短波网连接，所述遥测通讯服务器与闸控SCADA服务器连接。

所述宽带光纤水利专网为10/100Mbps光纤城域网，为高邮灌区信息系统和闸控专家系统提供共用的水利专用宽带网络信道，支持现场闸门控制器、闸控SCADA服务器和闸控工作站之间的宽带通讯服务。

所述水情、工情遥测系统是超短波遥测系统，为闸控专家系统提供雨量、水位、闸位等水情工情共享信息，是推理机逻辑计算的相关实时信息输入源。

所述现场闸门控制器安装在现场闸控室内，集成摄像机的闸门现场控制单元，采集并反馈水位、雨量、闸位信息，接收并执行SCADA发送的闸位调节指令，控制闸门启闭电机运转并提供闸门运行故障保护功能。

所述闸控SCADA服务器位于调度中心站，安装闸控SCADA软件的服务器。该服务器用于组态和配置闸门控制系统的设备，管理闸控工作站的运行，向闸门控制器发送控制调节指令，提供闸控工作站动画界面的Web服务。闸控专家系统软件安装在闸控SCADA服务器上的人工智能软件，由知识库、模型库和推理机等模块组成，实现南关干渠供水调度群闸遥控智能运行和决策仿真功能。

所述闸控工作站位于调度中心站，安装闸控客户端软件，用于闸控系统参数设置、遥控操作、控制模式转换、系统编程开发的人机界面平台。

本发明闸控专家系统是采用干渠群闸供水调度运行的人工智能控制技术，实现干渠群闸运行的“少人管理，无人操作”工作模式，保证农田灌溉期间干渠供水的实时性和可靠性，减少人力成本，提高经济效益。

本发明闸控专家系统主要以灌区作物灌溉期“供水计划表”创建专家系统知识库，分析、归纳和整理南关干渠有关闸门状态、降雨强度、闸门前后水位落差等干扰因素下的专家调度经验，创建调度规则知识库。开发基于模型的推理机软件，根据实时日历时钟、降雨量、水位、闸位、系统控制模式等输入信息，并结合专家知识库信息，连续智能地推算和输出各闸门的启闭控制量。群闸遥控SCADA系统接受推理机输出的控制量，向位于远处的各闸门的现场控制器发送控制指令，控制各闸门启闭，实现群闸的无人操作智能运行。

群闸遥控SCADA系统的控制工作站提供干渠群闸运行和渠段调配水过程的动画仿真功能，支持“供水计划表”的查询功能。灌区信息管理系统工作站提供基于GIS地图的供水调度动画查询仿真功能，为供水调度决策提供支持服务。