本發(fā)明涉及排灌設(shè)備管理，具體涉及一種水利應(yīng)急排灌設(shè)備智能管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水利應(yīng)急排灌設(shè)備是指在緊急情況下用于排水和灌溉的設(shè)備，主要用于應(yīng)對洪澇災(zāi)害、干旱等突發(fā)性水利事件，這類設(shè)備在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保護人民生命財產(chǎn)安全和維持生態(tài)平衡方面起著重要作用。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

3、現(xiàn)有的管理系統(tǒng)在排灌設(shè)備運行過程中，對排灌設(shè)備無異常預(yù)測和預(yù)警處理，當(dāng)排灌設(shè)備應(yīng)用在緊急性任務(wù)(如排洪作業(yè))過程中出現(xiàn)異常導(dǎo)致無法使用，且排洪區(qū)域周邊無其他排灌設(shè)備可供調(diào)度使用時，可能會導(dǎo)致排洪區(qū)域出現(xiàn)洪水泛濫造成經(jīng)濟損失或人員傷亡等問題發(fā)生；

4、基于此，本發(fā)明提出一種水利應(yīng)急排灌設(shè)備智能管理方法及系統(tǒng)，能夠在排灌設(shè)備運行過程中進行異常預(yù)測，并結(jié)合異常預(yù)測結(jié)果提前進行排灌設(shè)備的調(diào)度管理，從而保障排洪區(qū)域的穩(wěn)定排洪作業(yè)，避免安全事故的發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種水利應(yīng)急排灌設(shè)備智能管理方法及系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中不足。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水利應(yīng)急排灌設(shè)備智能管理方法，所述管理方法包括以下步驟：

3、管理系統(tǒng)獲取管理區(qū)域中所有排灌設(shè)備的停放站點，并對每個停放站點添加唯一標(biāo)識，標(biāo)識內(nèi)容包括停放站點的排灌設(shè)備停放數(shù)量以及停放站點位置信息；

4、當(dāng)出現(xiàn)緊急性排洪任務(wù)時，管理系統(tǒng)獲取排洪區(qū)域位置信息，基于排洪區(qū)域位置信息選擇相應(yīng)數(shù)量的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)，在排洪過程中，定時通過傳感設(shè)備獲取排灌設(shè)備的多源數(shù)據(jù)，并通過預(yù)測模型分析多源數(shù)據(jù)后預(yù)測排灌設(shè)備是否會出現(xiàn)異常；

5、基于預(yù)測結(jié)果將所有運行中的排灌設(shè)備分別劃入一級集合、二級集合以及三級集合中，管理系統(tǒng)根據(jù)排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果生成相應(yīng)的管理策略。

6、在一個優(yōu)選的實施方式中，在排洪過程中，定時通過傳感設(shè)備獲取排灌設(shè)備的多源數(shù)據(jù)，并通過預(yù)測模型分析多源數(shù)據(jù)后預(yù)測排灌設(shè)備是否會出現(xiàn)異常，基于預(yù)測結(jié)果將所有運行中的排灌設(shè)備分別劃入一級集合、二級集合以及三級集合中，包括以下步驟：

7、定時通過傳感設(shè)備獲取排灌設(shè)備的多源數(shù)據(jù)，多源數(shù)據(jù)包括整體電流波動賦值以及運行狀態(tài)瞬時變化率，將整體電流波動賦值以及運行狀態(tài)瞬時變化率代入預(yù)測模型計算獲取異常指數(shù)，模型函數(shù)表達式為：

8、式中，zabnormal為異常指數(shù)，為整體電流波動賦值，為運行狀態(tài)瞬時變化率，α、β分別為整體電流波動賦值、運行狀態(tài)瞬時變化率的比例系數(shù)，且α、β均大于0；

9、獲取異常指數(shù)后，將異常指數(shù)與預(yù)設(shè)的梯度閾值進行對比，梯度閾值包括第一指數(shù)閾值以及第二指數(shù)閾值，且第一指數(shù)閾值小于第二指數(shù)閾值，若異常指數(shù)小于第一指數(shù)閾值，預(yù)測排灌設(shè)備不會出現(xiàn)異常，若異常指數(shù)大于等于第一指數(shù)閾值，且異常指數(shù)小于第二指數(shù)閾值，預(yù)測排灌設(shè)備會出現(xiàn)異常，但異常程度輕微，若異常指數(shù)大于等于第二指數(shù)閾值，預(yù)測排灌設(shè)備會出現(xiàn)異常，且異常程度嚴(yán)重；

10、當(dāng)預(yù)測排灌設(shè)備不會出現(xiàn)異常時，將該排灌設(shè)備劃入第一集合中，當(dāng)預(yù)測排灌設(shè)備會出現(xiàn)異常，但異常程度輕微時，將該排灌設(shè)備劃入第二集合中，當(dāng)預(yù)測排灌設(shè)備會出現(xiàn)異常，且異常程度嚴(yán)重時，將該排灌設(shè)備劃入第三集合中。

11、在一個優(yōu)選的實施方式中，管理系統(tǒng)根據(jù)排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果生成相應(yīng)的管理策略，包括以下步驟：

12、獲取排洪區(qū)域處于運行過程中所有排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果，并獲取一級集合中排灌設(shè)備數(shù)量，二級集合中排灌設(shè)備數(shù)量，三級集合中排灌設(shè)備數(shù)量，一級集合中的排灌設(shè)備均為正常設(shè)備，無需進行管理，二級集合以及三級集合中的排灌設(shè)備均為異常設(shè)備，需要進行管理；

13、二級集合中的排灌設(shè)備為輕微異常，需要降低二級集合中排灌設(shè)備的運行功率為原來運行功率的一半，并且增大對二級集合中排灌設(shè)備的監(jiān)測頻率，三級集合中的排灌設(shè)備為嚴(yán)重異常，需要停止三級集合中的排灌設(shè)備運行；

14、設(shè)二級集合中排灌設(shè)備數(shù)量為g2，三級集合中排灌設(shè)備數(shù)量為g3，則需要從其他停放站點調(diào)度排灌設(shè)備的數(shù)量為：式中，gxz為從其他停放站點調(diào)度排灌設(shè)備的數(shù)量。

15、在一個優(yōu)選的實施方式中，管理系統(tǒng)根據(jù)排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果生成相應(yīng)的管理策略，還包括以下步驟：

16、獲取調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離、交通通行效率以及排洪區(qū)域水位上升速率，將調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離、交通通行效率以及排洪區(qū)域水位上升速率綜合計算獲取緊急系數(shù)，表達式為：式中，xurgent為緊急系數(shù)，a為交通通行效率，b為調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離，c為排洪區(qū)域水位上升速率，ω1、ω2、ω3分別為交通通行效率、調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離、排洪區(qū)域水位上升速率的權(quán)重，且ω1+ω2+ω3＝1；

17、若緊急系數(shù)大于緊急閾值，判斷當(dāng)前排灌設(shè)備調(diào)度任務(wù)緊急，生成緊急調(diào)度管理策略，若緊急系數(shù)小于等于緊急閾值，判斷當(dāng)前排灌設(shè)備調(diào)度任務(wù)不緊急，生成緩和調(diào)度管理策略。

18、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述運行狀態(tài)瞬時變化率的計算表達式為：

19、式中，s(t)為瞬時流量，表示在時間t時刻的流量，p(t)為瞬時壓力，表示在時間t時刻的壓力，δt表示時間增量，t表示時間。

20、在一個優(yōu)選的實施方式中，整體電流波動賦值的計算邏輯為：將排灌設(shè)備運行時，接入電流大小相同的所有部件分類為一個監(jiān)測類別，在同一時間點通過各個部件上設(shè)置的電流傳感器獲取各個部件的電流值，計算監(jiān)測類別中所有部件的平均電流值以及電流標(biāo)準(zhǔn)差，函數(shù)表達式為：式中，dq為電流標(biāo)準(zhǔn)差，為平均電流值，n為監(jiān)測類別中部件的數(shù)量，di表示第i個部件的電流值；

21、基于平均電流值以及電流標(biāo)準(zhǔn)差獲取整體電流波動賦值；

22、若平均電流值小于等于電流閾值，且電流標(biāo)準(zhǔn)差小于等于標(biāo)準(zhǔn)差閾值，整體電流波動賦值

23、若平均電流值小于等于電流閾值，且電流標(biāo)準(zhǔn)差大于標(biāo)準(zhǔn)差閾值，整體電流波動賦值

24、若平均電流值大于電流閾值，且電流標(biāo)準(zhǔn)差大于標(biāo)準(zhǔn)差閾值，表明整體電流波動賦值

25、若平均電流值大于電流閾值，且電流標(biāo)準(zhǔn)差小于等于標(biāo)準(zhǔn)差閾值，整體電流波動賦值

26、在一個優(yōu)選的實施方式中，當(dāng)出現(xiàn)緊急性排洪任務(wù)時，管理系統(tǒng)獲取排洪區(qū)域位置信息，基于排洪區(qū)域位置信息選擇相應(yīng)數(shù)量的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)，包括以下步驟：

27、管理系統(tǒng)獲取排洪區(qū)域位置信息依據(jù)對排洪區(qū)域?qū)ε殴嘣O(shè)備的需求數(shù)量，通過地圖軟件自動獲取每個停放站點與排洪區(qū)域的行車距離，將所有停放站點依據(jù)行車距離由近到遠(yuǎn)進行排序；

28、檢查排序后的第一個停放站點中支持使用的排灌設(shè)備數(shù)量，若第一個停放站點支持使用的排灌設(shè)備數(shù)量大于等于排洪區(qū)域?qū)ε殴嘣O(shè)備的需求數(shù)量，則選擇第一個停放站點的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)；

29、若第一個停放站點支持使用的排灌設(shè)備數(shù)量小于排洪區(qū)域?qū)ε殴嘣O(shè)備的需求數(shù)量，則繼續(xù)檢查下一個停放站點，累積當(dāng)前停放站點及之前停放站點支持使用的排灌設(shè)備數(shù)量，若累積支持使用的排灌設(shè)備數(shù)量大于等于排洪區(qū)域?qū)ε殴嘣O(shè)備的需求數(shù)量，則選擇累積后停放站點的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)。

30、一種水利應(yīng)急排灌設(shè)備智能管理系統(tǒng)，包括停放站點標(biāo)識模塊、異常預(yù)測模塊、管理模塊；

31、停放站點標(biāo)識模塊：獲取管理區(qū)域中所有排灌設(shè)備的停放站點，并對每個停放站點添加唯一標(biāo)識，標(biāo)識內(nèi)容包括停放站點的排灌設(shè)備停放數(shù)量以及停放站點位置信息，當(dāng)出現(xiàn)緊急性排洪任務(wù)時，獲取排洪區(qū)域位置信息，基于排洪區(qū)域位置信息選擇相應(yīng)數(shù)量的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)；

32、異常預(yù)測模塊：在排洪過程中，定時通過傳感設(shè)備獲取排灌設(shè)備的多源數(shù)據(jù)，并通過預(yù)測模型分析多源數(shù)據(jù)后預(yù)測排灌設(shè)備是否會出現(xiàn)異常；

33、管理模塊：基于預(yù)測結(jié)果將所有運行中的排灌設(shè)備分別劃入一級集合、二級集合以及三級集合中，根據(jù)排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果生成相應(yīng)的管理策略。

34、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點：

35、1、本發(fā)明通過管理系統(tǒng)獲取排洪區(qū)域位置信息，基于排洪區(qū)域位置信息選擇相應(yīng)數(shù)量的排灌設(shè)備前往排洪區(qū)域進行排洪作業(yè)，在排洪過程中，定時通過傳感設(shè)備獲取排灌設(shè)備的多源數(shù)據(jù)，并通過預(yù)測模型分析多源數(shù)據(jù)后預(yù)測排灌設(shè)備是否會出現(xiàn)異常，基于預(yù)測結(jié)果將所有運行中的排灌設(shè)備分別劃入一級集合、二級集合以及三級集合中，管理系統(tǒng)根據(jù)排灌設(shè)備的集合劃分結(jié)果生成相應(yīng)的管理策略。該管理系統(tǒng)能夠在排灌設(shè)備運行過程中進行異常預(yù)測，并結(jié)合異常預(yù)測結(jié)果提前進行排灌設(shè)備的調(diào)度管理，從而保障排洪區(qū)域的穩(wěn)定排洪作業(yè)，避免安全事故的發(fā)生；

36、2、本發(fā)明通過獲取調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離、交通通行效率以及排洪區(qū)域水位上升速率，將調(diào)度停放站點最遠(yuǎn)距離、交通通行效率以及排洪區(qū)域水位上升速率綜合計算獲取緊急系數(shù)，緊急系數(shù)越大，表明當(dāng)前排灌設(shè)備調(diào)度任務(wù)越緊急，若緊急系數(shù)大于緊急閾值，判斷當(dāng)前排灌設(shè)備調(diào)度任務(wù)緊急，生成緊急調(diào)度管理策略，若緊急系數(shù)小于等于緊急閾值，判斷當(dāng)前排灌設(shè)備調(diào)度任務(wù)不緊急，生成緩和調(diào)度管理策略。該管理系統(tǒng)在進行排灌設(shè)備調(diào)度管理時，能夠綜合分析當(dāng)前調(diào)度任務(wù)的緊急性，不僅有效保障排洪區(qū)域的穩(wěn)定排洪，而且還能避免過度管理。