[发明专利]一种渠道配水的方法

摘要

本发明公开了一种渠道配水的方法，属于灌溉领域。所述方法包括：建立编码矩阵P；根据所述编码矩阵P中的第x列包括的第j条下级渠道的配水起始时间t_jx、配水流量比值α_jx、预设的设计配水流量q_j和预设的第j条下级渠道的实际配水量W_j，计算出第j条下级渠道的配水结束时间t_jxy；根据第j条下级渠道的配水起始时间t_jx和配水结束时间t_jxy，确定第j条下级渠道在第i时段内的开关变量x_ij的值；根据每条下级渠道的流量比值、配水起始时间、配水结束时间和开关变量，计算第x列的适应度fit；从所述编码矩阵P选择适应度最大的一列c，并在配水起始时间t_jc至配水结束时间t_jcy内根据流量比值α_jc控制第j条下级渠道对应闸门的启闭和过闸流量。本发明能够优化渠道的配水时间和配水流量。

主权项

1.一种渠道配水的方法，其特征在于，所述方法应用于配水系统，所述配水系统包括K段上级渠道和N条下级渠道，K和N为大于1的整数，且所述K段上级渠道中的每段上级渠道与所述N条下级渠道中的部分下级渠道通过闸门相连，所述方法包括：建立如(1)式所示的编码矩阵P，所述编码矩阵P是包括2N行和M列的矩阵，M为大于1的整数，第j行包括第j条下级渠道的M个不同的流量比值，分别为α_j1、α_j2……α_jM，所述第j条下级渠道的流量比值用于表示所述第j条下级渠道的实际流量与设计流量的比值，α_j1、α_j2……α_jM均大于或等于0.6且小于或等于1，j＝1、2……N；第N+j行包括第j条下级渠道的M个不同的配水起始时间，分别为t_j1、t_j2……t_jM，t_j1、t_j2……t_jM均大于或等于0且小于或等于T，T为大于0的整数；根据所述编码矩阵P中的第x列包括的第j条下级渠道的配水起始时间t_jx、配水比值α_jx和预设的第j条下级渠道的实际配水量W_j，按如下公式(2)计算出第j条下级渠道的配水结束时间t_jxy，x＝1、2……M，q_j为预设的第j条下级渠道的设计配水流量；W_j＝α_jxq_j·(t_jxy‑t_jx)……(2)根据第j条下级渠道的配水起始时间t_jx和配水结束时间t_jxy，确定第j条下级渠道在第i时段内的开关变量x_ij的值，i＝1、2……T；根据与第k段上级渠道相连的各条下级渠道的配水起始时间和配水结束时间确定第k段上级渠道在第i时段的实际配水时间t_auik，k＝1、2……K；根据每段上级渠道在第i时段的实际配水时间t_auik、每条下级渠道的流量比值、每条下级渠道在第i时段的实际配水时间t_aij和开关变量，按如下公式(3)至(6)计算第x列的适应度fit；在公式(4)中，A_uk为第k段上级渠道的预设渠床透水系数；m_uk为第k段上级渠道的预设指数；Q_auik为第k段上级渠道在第i时段的实际配水流量，J为与第k段上级渠道相连的第一条下级渠道序号；L_uk为第k段上级渠道的长度；A_j为第j条下级渠道的预设渠床透水系数；m_j为第j条下级渠道的预设指数；q_aij为第j条下级渠道在第i时段的实际配水流量，q_aij＝α_jx·q_j，q_j为第j条下级渠道预设的设计流量；L_j为第j条下级渠道的长度，t_aij为第j条下级渠道在第i时段的实际配水时间，是根据第j条下级渠道的配水起始时间t_jx和配水结束时间t_jxy在第i时段所占的实际时间确定；在公式(5)中，α为预设系数，Q_s为第1段上级渠道预设的设计流量，第j条下级渠道在第i时段的实际配水流量q_aij＝α_jxq_j；在公式(6)中，β为为预设系数，Q_sk为第k段上级渠道预设的设计流量；从所述编码矩阵P选择适应度最大的一列c，并在配水起始时间t_jc至配水结束时间t_jcy内根据流量比值α_jc控制第j条下级渠道对应的闸门启闭和过闸流量；其中，所述建立如(1)式所示的编码矩阵P，包括：对于第j条下级渠道，j＝1、2……N；随机设置大于或等于0.6且小于或等于1的M个不同流量比值，分别为α_j1、α_j2……α_jM，并将α_j1、α_j2……α_jM作为编码矩阵P的第j行；随机设置大于或等于0且小于或等于T的M个不同配水起始时间，分别为t_j1、t_j2……t_jM，并将t_j1、t_j2……t_jM作为编码矩阵P的第N+j行。