[发明专利]一种基于动态规划算法的多闸孔闸门调度方法

权利要求书

1.一种基于动态规划算法的多闸孔闸门调度方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：根据调度单元得到的闸孔编号与时间信号，将各闸孔提交的计算任务放在调度任务执行队列中，通过循环遍历计算多闸孔闸门调度任务序列以及控制器计算资源队列来对多个闸孔的控制任务进行调度，并指定耦合器进行数据交互运算；

S2：根据指定耦合器构建多闸孔闸门动态规划调度模型，将计算结果返回调度器，根据耦合器的性能状态及动态规划调度模型，确定最小资源利用量对应的任务调度序列；

对闸门调度器进行任务调度时的最小资源利用量的评价方法为：根据调度器确定的闸门任务调度序列，对耦合器的计算能力进行评价，计算耦合器与该任务调度序列的匹配度参数W，以此来确定该任务调度序列对应的耦合器，匹配度参数W的计算表达式为：

W＝S₁*U+S₂*X+S₃*Q+S₄*D

其中，W为耦合器与任务调度序列的匹配度参数，U为闸门开度量，X为闸门分区编号，X∈{X₁,X₂,X₃,…,X_n}，Q为闸门总流量，D为闸门调用用电量，S₁、S₂、S₃、S₄分别为闸门开度量、闸门分区编号、闸门上端流量，闸门调度用电量所对应的权值；

步骤S2具体包括以下步骤：

S21：将各闸孔按编号进行分区N，对称位置闸孔分区相同，从起始分区K₀到任务调度序列终点K_n之间经历的序列顺序结点划分k个阶段；

S22：构建从第k个闸门分区开始，到下一个闸孔分区的动态规划基本方程为：

其中，k表达从起始分区K₀到任务调度序列终点K_n之间经历的序列顺序结点，是根据闸门空间位置划分的阶段数，j表示从节点k-i到该节点的下一个执行序列位置节点的执行序列数，y表示从节点k-i到该节点的下一个执行序列位置节点的执行序列总数；W表示耦合器与任务调度序列的匹配度参数，f(minM_cost,i)表示最小经济调度量；

S23：从步骤S22中，得到闸孔分区中每个节点到下一个节点所有结点的最小值，即得到从多闸孔闸门调度任务执行序列的起始分区到终点K_n之间资源利用量最小的执行序列；

S3：根据步骤S2所得的任务调度序列，对步骤S1中的调度任务执行队列进行更新，实现基于动态规划算法的多闸孔闸门调度控制。

2.根据权利要求1所述的基于动态规划算法的多闸孔闸门调度方法，其特征在于，步骤S2中，根据指定耦合器构建多闸孔闸门动态规划调度模型，具体包括：将各闸孔按编号进行分区，将时间轴划分为多个阶段区域；根据各阶段闸孔分区编号情况确定耦合器类型；获取各阶段的闸门任务调度序列，并从该任务调度序列中，获取最小资源利用量对应的任务调度序列。

3.根据权利要求1或2所述的基于动态规划算法的多闸孔闸门调度方法，其特征在于，所述最小资源利用量对应的任务调度序列参考量包括：闸门操作用电量和经济调度量。

4.根据权利要求3所述的基于动态规划算法的多闸孔闸门调度方法，其特征在于，获取最小经济调度量的计算表达式为：

其中，M_Cv,i为第i个闸门的控制阀操作成本，M_P,i为控制器计算资源利用成本，P_i表示第i个闸门的控制精度，和分别表示第i个闸门控制精度上下限，m表示闸门分区内的第m号闸门，n为闸门分区内的闸门数量。