本發(fā)明涉及一種基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算方法，屬于水調(diào)自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水調(diào)自動化系統(tǒng)的運行需要采集機組、閘門、水雨情等各項原始信息，并對這些信息按照一定的邏輯和順序匹配相應(yīng)的算法進(jìn)行處理計算，從而形成完整的水調(diào)業(yè)務(wù)計算邏輯，并成為水調(diào)系統(tǒng)各項決策分析的依據(jù)，同時在采集、計算、校核的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成業(yè)務(wù)信息的報送，因此水調(diào)系統(tǒng)自動計算是水調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行的基礎(chǔ)，而水調(diào)系統(tǒng)計算策略則是自動計算的核心。
傳統(tǒng)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算分為兩大類，一類為數(shù)據(jù)處理，主要完成實時數(shù)據(jù)換算、面雨量計算和歷史時段數(shù)據(jù)處理，依據(jù)待處理數(shù)據(jù)的類型進(jìn)行分類，采用不同的算法進(jìn)行處理；另一類為水務(wù)計算，主要根據(jù)水量平衡原理計算包括入庫流量、出庫、發(fā)電流量、棄水流量在內(nèi)的各個水務(wù)計算量，數(shù)據(jù)處理和水務(wù)計算的各個計算量之間依靠計算設(shè)置的時間差相互配合形成了完整的水調(diào)信息處理策略。
這種計算方式由于忽略了水調(diào)業(yè)務(wù)中各項信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，僅僅依靠設(shè)置時鐘偏移完成計算之間的相互配合，這種計算方式存在的缺陷體現(xiàn)如下幾個方面，一方面當(dāng)部分采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺失時需要進(jìn)行多次往復(fù)的補算，同時要求水調(diào)系統(tǒng)用戶熟悉和了解各項數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，且操作過程比較繁瑣；另一方面在于系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和水務(wù)計算銜接失效時會造成自動計算失敗，造成一些關(guān)聯(lián)計算量失真，從而產(chǎn)生錯誤數(shù)據(jù)并造成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)項不一致；還有一方面由于兩個自動計算程序獨立開發(fā)和運行，無法實現(xiàn)處理算法共享和有序積累。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算方法，用以建立水調(diào)系統(tǒng)各個數(shù)據(jù)量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)水調(diào)系統(tǒng)計算邏輯上存在一定依存關(guān)系的數(shù)據(jù)量之間的關(guān)聯(lián)計算，從而提高數(shù)據(jù)的一致性，降低水調(diào)系統(tǒng)運行維護(hù)難度，并提高工作效率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算方法，包括以下步驟：
1）對計算量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定計算量關(guān)聯(lián)關(guān)系；
2）根據(jù)不同計算量的特性及相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及計算量算法綁定進(jìn)行配置，形成自動計算信息關(guān)聯(lián)策略，并定義不同計算量之間計算的優(yōu)先級；
3）設(shè)置定時自動計算的計算時間點，同時各個計算時間點之間設(shè)置一定的偏移量；
4）根據(jù)自動計算信息關(guān)聯(lián)策略按照優(yōu)先級順序以及計算量綁定的相應(yīng)算法進(jìn)行自動計算。
前述的步驟1）中，計算量包括雨量數(shù)據(jù)，水位數(shù)據(jù)，機組及閘門信息，水情報文信息和水務(wù)計算。
前述的步驟1）中，對計算量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，包括以下內(nèi)容：
所述雨量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的規(guī)律為達(dá)到一定量值產(chǎn)生一次計數(shù)，無降雨時每天定時發(fā)生一次計數(shù)，測站雨量采集完成后進(jìn)行的計算有將實時雨量數(shù)據(jù)整理成小時數(shù)據(jù)，在小時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行面雨量計算或區(qū)間面雨量計算，面雨量計算與各個測站雨量存在依存關(guān)系，在小時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成測站及面雨量的日、旬、月整理計算，同時在日以上的數(shù)據(jù)存在0點數(shù)據(jù)和8點數(shù)據(jù)之分；
所述水位數(shù)據(jù)分為流域內(nèi)水位站和庫水位站數(shù)據(jù)，為定時加變幅的方式產(chǎn)生數(shù)據(jù)，計算內(nèi)容有水位流量關(guān)系轉(zhuǎn)換、庫水位站或重要水位站的主備合成，從實時數(shù)據(jù)整理成日、旬、月各時段數(shù)據(jù)；
所述機組及閘門信息包括機組狀態(tài)、閘門開度、機組有功、機組無功、機組電量和線路電量，其中，機組狀態(tài)和閘門開度本身不需要進(jìn)行自動計算，但是參與水務(wù)計算，機組有功和機組無功計算進(jìn)行時段數(shù)據(jù)整理，機組電量和線路電量進(jìn)行電量統(tǒng)計計算，并在小時電量基礎(chǔ)上進(jìn)行各時段數(shù)據(jù)整理；
所述水情報文包括報汛站降雨、流量、水庫報汛站入庫、出庫和降雨，不需要綁定算法，只需進(jìn)行時段數(shù)據(jù)整理；
所述水務(wù)計算是依據(jù)經(jīng)過整理后的時段數(shù)據(jù)及實測實時數(shù)據(jù)進(jìn)行水量平衡計算，計算結(jié)果包括各機組發(fā)電流量、各閘門泄流量、發(fā)電流量、棄水流量、入庫流量、水頭、電量、損失流量和耗水率，計算過程中需要提取機組狀態(tài)、閘門開度實時數(shù)據(jù)，同時提取庫水位、尾水位、機組出力時段數(shù)據(jù)。
前述的步驟1）中，計算量關(guān)聯(lián)關(guān)系包括縱向關(guān)聯(lián)和橫向關(guān)聯(lián)；所述縱向關(guān)聯(lián)是指不同時段粒度之間的信息關(guān)聯(lián)，自動計算類型從時間粒度層次上分為實時計算、小時計算、日計算、旬計算、月計算、年計算，所述縱向關(guān)聯(lián)從低時間粒度向高時間粒度進(jìn)行逐步計算，由實時數(shù)據(jù)計算小時數(shù)據(jù)，小時數(shù)據(jù)計算日數(shù)據(jù)，由日數(shù)據(jù)計算旬、月數(shù)據(jù)，由月數(shù)據(jù)計算年數(shù)據(jù)；所述橫向關(guān)聯(lián)是指同時段單位內(nèi)不同計算量之間的關(guān)聯(lián)；所述橫向關(guān)聯(lián)計算包括由測站雨量計算面雨量，由庫水位、機組出力、機組狀態(tài)計算發(fā)電流量；由閘門開度、庫水位計算閘門泄流量；由期初期末水位、發(fā)電流量、棄水流量、尾水位進(jìn)行水量平衡計算生成入庫流量、耗水率。
前述的縱向關(guān)聯(lián)計算中還需要根據(jù)計算量特性及容錯要求綁定一定的算法，包括機組出力的最大最小范圍判定及修正，測站雨量、電表讀數(shù)、水位過程的計算連續(xù)性校驗算法。
前述的步驟2）中，計算量之間計算的優(yōu)先級是指不同計算量需要按照先橫向后縱向，先底層后高層的順序進(jìn)行計算。
前述的步驟3）中，需要對小時和日數(shù)據(jù)計算設(shè)置多個自動計算時間點，各個自動計算時間點均相對于計算基準(zhǔn)時間設(shè)置一定的偏移量。
前述的步驟4）中，所述自動計算分為定時自動計算和手工自動計算；所述定時自動計算是指根據(jù)設(shè)置的計算時間點和偏移量進(jìn)行計算，主要根據(jù)同時間粒度數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行計算，即進(jìn)行橫向關(guān)聯(lián)計算；所述手工自動計算則先完成橫向關(guān)聯(lián)計算，然后按照數(shù)據(jù)的時間粒度的層次關(guān)系，從低時間粒度向高時間粒度計算，即縱向關(guān)聯(lián)計算；自動計算過程中如果某個計算量未取到對應(yīng)值或者無默認(rèn)值則當(dāng)前計算返回。
前述的自動計算過程中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，函數(shù)庫，算法庫和策略庫；
所述數(shù)據(jù)庫存放各種粒度的歷史時間序列數(shù)據(jù)及對應(yīng)數(shù)據(jù)序列的點號定義，數(shù)據(jù)采集獲得的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中，同時數(shù)據(jù)計算產(chǎn)生的各項計算結(jié)果也存放到數(shù)據(jù)庫中；
所述函數(shù)庫存放進(jìn)行計算所需的各項函數(shù)，包括從數(shù)據(jù)庫中讀取計算依賴數(shù)據(jù)的函數(shù)、存儲計算結(jié)果的寫庫函數(shù)以及進(jìn)行各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算所需的函數(shù)；
所述算法庫建立在函數(shù)庫和策略庫的基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)自動計算目標(biāo)而設(shè)計的算法，包括水量平衡、連續(xù)性校驗、棄水調(diào)峰損失；
所述策略庫為自動計算運行時綁定的關(guān)聯(lián)策略，各個計算量綁定的相應(yīng)算法，算法對應(yīng)的各項參數(shù)以及計算的優(yōu)先級。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
本發(fā)明根據(jù)水調(diào)系統(tǒng)各個信息量之間的邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系，從橫向和縱向兩個維度建立起水調(diào)系統(tǒng)各個信息量之間的關(guān)聯(lián)策略，按照一定的計算順序、綁定相應(yīng)的算法進(jìn)行自動計算，一方面可以針對不同的計算數(shù)據(jù)項特性綁定不同的處理算法，從而提高水調(diào)系統(tǒng)計算的容錯性和計算成果的穩(wěn)定性；另一方面在部分采集信息中斷條件下，由于各個計算數(shù)據(jù)項之間存在自動關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行某些量手動計算時能進(jìn)行關(guān)聯(lián)計算，從而減輕了自動計算的補算工作量，并提高了數(shù)據(jù)的一致性；同時本發(fā)明方法邏輯結(jié)構(gòu)清晰，便于隨著業(yè)務(wù)的需要進(jìn)行各項擴充和提升。
附圖說明
圖1為本發(fā)明基于信息管理的水調(diào)系統(tǒng)自動計算方法流程圖；
圖2為基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算邏輯圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
水調(diào)自動化系統(tǒng)的運行需要從多個外部系統(tǒng)采集相應(yīng)的原始信息，如從水情測報系統(tǒng)采集原始水雨情信息；從機組監(jiān)控系統(tǒng)采集機組有功、無功、機組狀態(tài)；從電量計費系統(tǒng)采集機組電量信息；從水情報文系統(tǒng)中采集水情報文信息，不同的數(shù)據(jù)類型有不同的來數(shù)規(guī)律和處理算法，同時在進(jìn)行各項數(shù)據(jù)處理中各項信息之間存在一定的邏輯順序，基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算策略是在分析數(shù)據(jù)特性及處理要求的基礎(chǔ)上，完成策略編輯，并進(jìn)行自動計算。
本發(fā)明的基于信息管理的水調(diào)系統(tǒng)自動計算方法總體上經(jīng)過計算量關(guān)聯(lián)分析、關(guān)聯(lián)策略編輯及配置、定時計算點及偏移量設(shè)置和自動計算四個步驟，計算流程如圖1所示。
1、計算量關(guān)聯(lián)分析
1）雨量
雨情數(shù)據(jù)是水調(diào)系統(tǒng)采集的重要原始數(shù)據(jù)，來數(shù)類型規(guī)律主要有自報和加報兩種形式，常見通信信道有短信、北斗、海事、有線、VHF等等，每種類型的數(shù)據(jù)有不同的特征值。雨量原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生的規(guī)律為達(dá)到一定量值產(chǎn)生一次計數(shù)，無降雨時產(chǎn)生每天定時發(fā)生一次計數(shù)，測站雨量采集完成后進(jìn)行的計算主要有將實時雨量數(shù)據(jù)整理成小時數(shù)據(jù)，在小時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行面雨量計算或區(qū)間面雨量計算，面雨量計算與各個測站雨量存在依存關(guān)系，在小時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成測站及面雨量的日、旬、月整理計算，同時在日以上的數(shù)據(jù)存在0點數(shù)據(jù)和8點數(shù)據(jù)之分。
2）水位
水位數(shù)據(jù)分為流域內(nèi)水位站和庫水位站數(shù)據(jù)，通常為定時加變幅的方式產(chǎn)生數(shù)據(jù)，其計算內(nèi)容有水位流量關(guān)系轉(zhuǎn)換、庫水位站或重要水位站的主備合成，從實時數(shù)據(jù)整理成日、旬、月等各種時段的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)整理中需要進(jìn)行連續(xù)性校驗，防止錯誤數(shù)據(jù)，同時還需要在數(shù)據(jù)處理過程中支持水位中斷條件下有效時間內(nèi)自動延續(xù)算法。
3）機組及閘門信息
機組及閘門信息包括機組狀態(tài)、閘門開度、機組有功、機組無功、機組電量、線路電量等信息，其中機組狀態(tài)和閘門開度本身不需要進(jìn)行自動計算，但是參與水務(wù)計算，機組有功和無功計算主要進(jìn)行時段數(shù)據(jù)整理，機組電量和線路電量主要在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行電量統(tǒng)計計算，并在小時電量基礎(chǔ)上進(jìn)行各個時段整理，同時在數(shù)據(jù)整理過程中需要進(jìn)行連續(xù)性校驗，防止錯誤數(shù)據(jù)產(chǎn)生。
水情報文信息
4）水情報文包括的主要信息包括報汛站降雨、流量、水庫報汛站入庫、出庫、降雨等信息，這類信息自成體系，不需要綁定算法，完成時段整理即可。
5）水務(wù)計算
水務(wù)計算是依據(jù)經(jīng)過整理后的時段數(shù)據(jù)及實測實時數(shù)據(jù)進(jìn)行水量平衡計算，計算結(jié)果包括各機組發(fā)電流量、各閘門泄流量、發(fā)電流量、棄水流量、入庫流量、水頭、電量、損失流量、耗水率等，計算過程中需要提取機組狀態(tài)、閘門開度等實時數(shù)據(jù)，同時提取庫水位、尾水位、機組出力等時段數(shù)據(jù)，根據(jù)水庫的特性各個水庫的水務(wù)計算算法略有不同，水務(wù)計算是信息關(guān)聯(lián)比較密集的自動計算類型，且不同的水庫存在一定的差異性。
2、信息關(guān)聯(lián)策略編輯及配置
水調(diào)系統(tǒng)的信息關(guān)聯(lián)包括縱向關(guān)聯(lián)和橫向關(guān)聯(lián)，縱向關(guān)聯(lián)主要是指不同時段粒度之間的信息關(guān)聯(lián)，自動計算類型從時間粒度層次上可以分為實時計算、小時計算、日計算、旬計算、月計算、年計算，縱向關(guān)聯(lián)主要從低時間粒度向高時間粒度進(jìn)行逐步計算，由實時數(shù)據(jù)計算小時數(shù)據(jù)，小時數(shù)據(jù)計算日數(shù)據(jù)，由日數(shù)據(jù)計算旬、月數(shù)據(jù)，由月數(shù)據(jù)計算年數(shù)據(jù)。縱向關(guān)聯(lián)計算中還需要根據(jù)計算量特性及容錯要求綁定一定的算法，包括機組出力的最大最小范圍判定及修正，測站雨量、電表讀數(shù)、水位過程的計算連續(xù)性校驗算法；橫向關(guān)聯(lián)是指同時段單位內(nèi)不同計算量之間的關(guān)聯(lián)，包括由測站雨量計算面雨量，由庫水位、機組出力、機組狀態(tài)計算發(fā)電流量；由閘門開度、庫水位計算閘門泄流；由期初期末水位、發(fā)電流量、棄水流量、尾水位進(jìn)行水量平衡計算生成入庫流量、耗水率等計算結(jié)果。不同計算量需要按照先橫向后縱向，先底層后高層的順序定義計算的優(yōu)先級，同時按照計算量特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系設(shè)置及算法綁定，最終進(jìn)行配置形成自動計算信息關(guān)聯(lián)策略，自動計算時按照信息關(guān)聯(lián)策略及計算優(yōu)先級的先后進(jìn)行計算。
3、計算時間點及偏移量設(shè)置
考慮水雨情數(shù)據(jù)及報文數(shù)據(jù)的延遲到達(dá)情況，為兼顧自動計算的準(zhǔn)確性和及時性，需要對小時和日數(shù)據(jù)計算設(shè)置多個自動計算時間點，各個自動計算時間點均相對于計算基準(zhǔn)時間設(shè)置一定的偏移量，計算時間點設(shè)置的多少及偏移量的設(shè)置視水情站網(wǎng)的規(guī)模及系統(tǒng)運行實時性要求進(jìn)行統(tǒng)籌靈活配置。
4、自動計算
自動計算分為定時自動計算和手工自動計算，定時自動計算根據(jù)設(shè)置的計算時間點和偏移量進(jìn)行計算，主要根據(jù)同時間粒度數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行計算，即進(jìn)行橫向關(guān)聯(lián)計算；手工自動計算則先完成橫向關(guān)聯(lián)計算，然后按照數(shù)據(jù)的時間粒度的層次關(guān)系，從低時間粒度向高時間粒度計算，即縱向關(guān)聯(lián)計算，計算過程中如果某個計算量未取到對應(yīng)值或者無默認(rèn)值則當(dāng)前計算返回。
基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算是指根據(jù)信息關(guān)聯(lián)策略按照優(yōu)先級順序以及綁定相應(yīng)算法進(jìn)行自動計算。如圖2所示，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫、策略庫、算法庫和函數(shù)庫支撐基于信息關(guān)聯(lián)的水調(diào)系統(tǒng)自動計算架構(gòu)。
數(shù)據(jù)庫存放各種粒度的歷史時間序列數(shù)據(jù)及對應(yīng)數(shù)據(jù)序列的點號定義，數(shù)據(jù)采集獲得的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中，同時數(shù)據(jù)計算產(chǎn)生的各項計算結(jié)果也存放到數(shù)據(jù)庫中；函數(shù)庫存放進(jìn)行計算所需的各項函數(shù)，包括從數(shù)據(jù)庫中讀取計算依賴數(shù)據(jù)的函數(shù)、存儲計算結(jié)果的寫庫函數(shù)以及進(jìn)行各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算所需的函數(shù)；算法庫建立在函數(shù)庫和策略庫的基礎(chǔ)上，包括實現(xiàn)自動計算目標(biāo)而設(shè)計的算法，包括水量平衡、連續(xù)性校驗、棄水調(diào)峰損失等等，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的積累進(jìn)行不斷擴充；策略庫為自動計算運行時綁定的關(guān)聯(lián)策略，各個計算量綁定的相應(yīng)算法，算法對應(yīng)的各項參數(shù)以及計算的優(yōu)先級。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。