[发明专利]一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制方法及系统，该方法首先基于两个闸门的开关状态，定义智能船闸控制系统的两个输入变量：待过闸船舶与打开状态闸门的距离LGO和待过闸船舶与关闭状态闸门的距离LGC，以及智能船闸控制系统的输出变量LC；定义智能船闸控制系统输入、输出变量的隶属度函数μ(x)，以及基于隶属度函数优化的粒子群算法的终止条件；通过基于隶属度函数优化后的粒子群算法来进行最优输入变量LGO和LGC的计算和获取；将隶属度函数μ(x)曲线与横坐标围城面积的重心作为智能船闸控制系统的输出变量LC，完成船闸系统的控制。本发明能够实现水力发电厂通航船闸开度的自动调节与控制，为降低等待过闸次数和节约船闸操作能耗提供有效参考。

技术领域

本发明涉及属于船闸控制技术领域、特别是涉及一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制方法及系统。

背景技术

船闸区是内河航道上的一个特定区域，用于克服内河航道大坝建设造成的水位差异，对船闸的控制往往需要综合考虑。内河运输是当今最重要、最发达的运输方式之一，但智能运输控制系统在内河运输中的应用仍处于起步阶段，目前的船闸控制主要是基于船闸管理员的经验和主观估计，船闸管理员按照在尽可能短的时间内以最小的紊流对闸室灌或泄的原则操作闸门。根据闸门开关状态的不同，将过闸类型分为两种：第一种为常规过闸，即船舶直接从打开的闸门一端进入闸室，无需等待闸室的水位变化；第二种为等待过闸，即船舶靠近闸门关闭的一端，在过闸前必须改变闸室水位，船舶等待时间与第一种相比较长。船主倾向于更少的过闸时间来提高商业航速，船闸管理员倾向于更少的操作船闸来降低能耗，因此船闸管理员通常会面临一个决策难题。在船闸优化控制问题中，最大限度的减少船舶过闸等待时间和降低操作船闸能耗是一个主要的目标。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

作为第一方面，本发明提供一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制方法，所述方法针对单通道且有双向过闸要求的船闸，包括以下步骤：

步骤1，基于两个闸门的开关状态，定义智能船闸控制系统的两个输入变量：待过闸船舶与打开状态闸门的距离LGO和待过闸船舶与关闭状态闸门的距离LGC，以及智能船闸控制系统的输出变量LC；

步骤2，定义智能船闸控制系统输入、输出变量的隶属度函数μ(x)，以及基于隶属度函数优化的粒子群算法的终止条件；

步骤3，通过基于隶属度函数优化后的粒子群算法来进行最优输入变量LGO和LGC的计算和获取；将隶属度函数μ(x)曲线与横坐标围成面积的重心作为智能船闸控制系统的输出变量LC，完成船闸系统的控制。

作为第二方面，本发明还提供一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制系统，所述系统用于控制单通道且有双向过闸要求的船闸，包括：

第一定义模块，用于基于两个闸门的开关状态，定义智能船闸控制系统的两个输入变量：待过闸船舶与打开状态闸门的距离LGO和待过闸船舶与关闭状态闸门的距离LGC，以及智能船闸控制系统的输出变量LC；

第二定义模块，用于定义智能船闸控制系统输入、输出变量的隶属度函数μ(x)，用于定义基于隶属度函数优化的粒子群算法的终止条件；

计算模块，用于通过基于隶属度函数优化后的粒子群算法来进行最优输入变量LGO和LGC的计算和获取；将隶属度函数μ(x)曲线与横坐标围成面积的重心作为智能船闸控制系统的输出变量LC，完成船闸系统的控制。

作为第三方面，本发明还提供一种基于粒子群算法优化的模糊决策船闸控制系统，所述系统用于控制单通道且有双向过闸要求的船闸，包括：

存储器，用于存储计算机软件程序；