闸门远程智能监测与管理的方法、监测管理平台及系统与流程

本技术涉及闸门远程控制的领域，尤其是涉及一种闸门远程智能监测与管理的方法。

背景技术：

1、闸门是水利工程项目的重要组成部分，用于控制泄水通道的关闭和开放，可用以拦截水流、控制水位、调节流量、排放泥沙等。闸门自身运行的稳定性与可靠性在很大程度上决定了水利工程的综合效益，但是闸门在使用的过程中长期处于被水流冲刷的状态，难免造成磨损，使得闸门对水流的拦截能力下降；干湿交替的工作环境也在不断腐蚀闸门，加速对闸门的破坏；水流中的泥沙垃圾等也容易停留堆积在闸门的周围，阻挡其正常的闭合移动。而闸门一旦发生故障没有及时修理，便极有可能引起事故。

2、为了解决上述问题，目前采取的解决方案是配备专业的技术人员对闸位站中闸门的运作进行日常的监测与管理；技术人员在进行监测时会定期获取闸位站中控制闸门运作的本地设备的设备参数组，并根据设备参数组决定是否手动控制本地设备的开关以对本地设备下达操作指令，当下达操作指令后，技术人员会观察该本地设备根据该操作指令而控制闸门运行的过程中是否存在异常，一旦发现异常，则可以及时维修，从而保证后续对闸门的正常的管理控制，例如在遇到突发的洪水时控制闸门的上升和下降。

3、然而目前，通过这样的方式对闸门进行监测与管理时，每一个闸位站都需要配备至少一名专业的技术人员，这导致闸门监测与管理的工作耗费了大量的人力。

技术实现思路

1、为了改善闸门的监测与管理耗费大量人力的问题，本技术提供一种闸门远程智能监测与管理的方法、监测管理平台及系统。

2、第一方面，本技术提供一种闸门远程智能监测与管理的方法，采用如下的技术方案：一种闸门远程智能监测与管理的方法，所述方法基于一闸门远程智能监测与管理的系统，所述系统包括用户端和若干本地设备；所述方法包括：

3、接收所述用户端发出的召测请求并基于所述召测请求生成召测指令，所述召测请求包括与所述本地设备一一对应的设备序列号；

4、根据所述设备序列号将所述召测指令发送给对应的所述本地设备以实现对该所述本地设备的唤醒；

5、实时接收已被唤醒的所述本地设备响应所述召测指令所发出的设备参数组并将所述设备参数组发送给所述用户端；

6、接收所述用户端发出的用户根据所述设备参数组下达的操作请求并基于所述操作请求生成本轮的操作指令，所述操作指令为控制所述本地设备运作的指令和停止召测的指令中的一种；将本轮的所述操作指令发送给相应的所述本地设备；

7、实时接收相应的所述本地设备响应本轮的所述操作指令而运作时所发出的实时更新的设备参数组并将该所述设备参数组发送给所述用户端；

8、接收所述用户端发出的用户根据实时更新的所述设备参数组下达的新的操作请求并基于新的所述操作请求生成下一轮的操作指令；

9、重复多轮操作，当接收的所述用户端发出的所述操作指令为停止召测的指令时，结束操作。

10、通过采用上述技术方案，监测管理平台先基于用户端发出的召测请求生成召测指令并根据召测请求中的设备序列号将召测指令发送至对应的本地设备以将该本地设备唤醒，再将接收的已被唤醒的本地设备响应召测请求所发出的设备参数组发送到用户端，接着基于用户端发出的操作请求生成操作指令并将该操作指令发送至对应的本地设备，最后将接收的本地设备响应操作指令而运作时所发出的实时更新的设备参数组发送至用户端。以此，当需要对本地设备进行监测与管理时，用户只需在用户端下达召测请求，就可以看到所唤醒的本地设备的设备参数组，再在根据用户端显示的设备参数组下达操作指令以控制本地设备测试闸门的各项功能后，根据用户端显示的本地设备响应操作指令而运作时实时更新的设备参数组来判断该本地设备是否存在功能异常，并根据测试结果决定下一步的操作。而当完成对本地设备的监测与管理时，用户只需要下达停止召测的操作指令，本地设备便会断开连接并控制闸门恢复原状。因此，该方法能够实现用户对本地设备的远程智能监测与管理，这使得多个闸位站站点的监测与管理只需要一名工作人员就能够完成，大大改善了闸门的监测与管理耗费大量人力的问题。

11、在一个具体的可实施方案中，在向所述本地设备发送所述召测指令和所述操作指令以及接收所述本地设备发出的所述设备参数组时，均是优先通过预设的第一优先级通信链路进行通信；当通过所述第一优先级通信链路接收的所述设备参数组不满足校验条件后，通过预设的第二优先级通信链路向该不满足校验条件的所述设备参数组对应的所述本地设备重新发送相应的指令并接收该所述本地设备响应该重新发送的指令所发出的设备参数组；若通过所述第二优先级通信链路接收的所述本地设备发出的所述设备参数组仍不满足校验条件，则触发告警。

12、通过采用上述技术方案，在预设的两条优先级不同的通信链路中的第一优先级链路的网路质量较低时，可以通过第二优先级链路与本地设备继续进行通信；在通过两条通信链路传输的设备参数组均不满足校验条件的时候触发告警，能够及时报告网络故障以方便维修；两条通信链路大大保证了监测管理平台与本地设备之间通信的稳定性，有助于实现用户对本地设备进行远程的监测与管理以减少人力的消耗。

13、在一个具体的可实施方案中，两条通信链路分别为与所述本地设备直接进行通信的第一通信链路和通过一预设在闸位站的中转设备与所述本地设备进行通信的第二通信链路，其中一条通信链路为第一优先级链路，另一条通信链路为第二优先级链路；所述方法还包括：

14、通过所述第一通信链路向所述本地设备周期性地发送测试指令；

15、通过所述第一通信链路接收所述本地设备响应当前周期的所述测试指令所发出的测试用数据包；

16、对所述测试用数据包进行校验，得到校验结果；

17、若所述校验结果不满足校验条件，则触发网路质量检测机制以评估所述第一通信链路的网路质量，得到评估结果；

18、若所述评估结果不满足评估条件，则将所述第一通信链路置于第二优先级，将所述第二通信链路置于第一优先级；否则，将所述第一通信链路置于第一优先级，将所述第二通信链路置于第二优先级。

19、通过采用上述技术方案，两条通信链路分别为与本地设备直接进行通信的第一通信链路和通过一预设在闸位站的中转设备与本地设备进行通信的第二通信链路，其中一条通信链路为第一优先级链路，另一条通信链路为第二优先级链路；通过在无线网路质量出现问题的时候开启闸位站中经由监控系统改造而成的中转设备以实现与本地设备之间的有线通信，有助于监测管理平台与本地设备之间在无线通信出现异常时通过切换通信链路以保证稳定性。根据周期性接收的测试用数据包对两条通信链路的优先级进行实时更新，使得在发现第一通信链路的网路质量存在问题的情况下可以通过开启中转设备将第二通信链路置于第一优先级的方式保证用户在用户端对本地设备进行远程监测与管理时的通信的流畅性。

20、在一个具体的可实施方案中，所述网路质量检测机制包括：

21、获取闸位站所在地的气象参数；

22、根据所述气象参数判断是否为恶劣天气；

23、若不为恶劣天气，则基于所述气象参数和一预设的标准信噪比阈值计算得到自适应信噪比阈值；

24、若为恶劣天气，则触发数据持续采样以得到一个阶段信噪比阈值，并根据持续采样的数据判断是否对所述阶段信噪比阈值进行更新，以及根据判断结果得到自适应信噪比阈值；

25、通过所述自适应信噪比阈值对所述第一通信链路的网路质量进行评估，得到评估结果。

26、通过采用上述技术方案，考虑到了各种天气的情况，尤其是恶劣天气，网路质量会发生或大或小幅度的波动，比如雷电天气磁场电荷的变化可能会造成电磁干扰，降低无线链路网路质量等等。因此，在恶劣天气和不恶劣天气的情况下，用于测试判断网路质量的信噪比阈值不能够一概而论，而作为通信链路的网路质量测试标准的自适应信噪比阈值能够在各种天气下作出相应的改变，大大保证了对与本地设备进行通信时的网路质量进行测试判断的准确性。

27、在一个具体的可实施方案中，所述气象参数包括环境温度、环境湿度、风速、大气电场和降水量；所述若不为恶劣天气，则基于所述气象参数和一预设的标准信噪比阈值计算得到自适应信噪比阈值的步骤具体包括：

28、若不为恶劣天气，则将所述气象参数和一预设的标准信噪比阈值均代入一预设的自适应信噪比阈值的计算公式，得到自适应信噪比阈值；

29、所述计算公式具体为：

30、

31、

32、其中，θ表示所述自适应信噪比阈值；yt表示所述气象参数中的第t个参数；wt表示与所述气象参数中的第t个参数对应的权重；w0表示所述标准信噪比阈值对应的权重；n表示所述气象参数的个数；θ0表示所述标准信噪比阈值。

33、通过采用上述技术方案，自适应信噪比阈值将不为恶劣天气的天气情况下的各项气象参数通过加权平均法考虑在内，大大提高了在对其与本地设备进行数据传输时的网路质量进行测试判断的准确性。

34、在一个具体的可实施方案中，所述则触发数据持续采样以得到一个阶段信噪比阈值具体包括：

35、将在判断为恶劣天气之后的一段时间划分为若干个测试时段；

36、在每一所述测试时段开始时均向所述本地设备发送一个所述测试指令并接收所述本地设备响应该测试指令所发出的一个测试用数据包；

37、按照时间顺序依次获取在每一测试时段内所述测试用数据包在传输中对应的时段信噪比，在每一次获取到所述测试用数据包时均对其进行校验，得到对应于相应所述测试时段的时段丢包率；

38、在每一次得到所述时段丢包率时均将其与一预设的丢包率最高阈值进行比较；

39、当某一所述测试时段对应的所述时段丢包率小于或等于所述丢包率最高阈值时，将该测试时段对应的时段信噪比作为阶段信噪比阈值。

40、通过采用上述技术方案，自适应信噪比阈值将恶劣天气下通信链路可能会发生的较大波动考虑在内，会根据实际的恶劣天气情况下的网络质量对两条通信链路的优先级进行不断的调整，大大提高了监测管理平台在对其与本地设备进行数据传输时的网路质量进行测试判断的准确性。

41、在一个具体的可实施方案中，所述并根据持续采样的数据判断是否对所述阶段信噪比阈值进行更新，以及根据判断结果和所述阶段信噪比阈值得到自适应信噪比阈值包括：在得到所述阶段信噪比阈值后，判断与所述阶段信噪比阈值对应的所述测试时段是否为最后一个测试时段；

42、若判断为是，则将所述阶段信噪比阈值直接作为自适应信噪比阈值；

43、若判断为否，则在之后得到每一所述测试时段的时段丢包率和时段信噪比时，均将得到的所述时段丢包率与所述丢包率最高阈值进行比较，并将得到的所述时段信噪比与所述阶段信噪比阈值进行比较；

44、在对应于某一所述测试时段的所述时段丢包率小于或等于所述丢包率最高阈值以及所述时段信噪比小于所述阶段信噪比阈值时，将所述阶段信噪比阈值更新为对应该所述测试时段的所述时段信噪比；

45、在所有所述测试时段结束时，将当前的所述阶段信噪比作为自适应信噪比阈值。

46、通过采用上述技术方案，通过将数据实际传输的时段丢包率来作为测试判断网路质量的最低标准，将实时代表网路质量的信噪比作为辅助的测试判断标准，通过不断的比较判断得到能够支撑通信链路进行正常通信且不出现数据包严重丢失的最低信噪比阈值，并将该数值作为信噪比阈值，大大提高了监测管理平台在对其与本地设备进行数据传输时的网路质量进行测试判断的准确性，在一定程度上保证了监测管理平台位于第一优先级的通信链路的网路质量。

47、在一个具体的可实施方案中，所述通过所述自适应信噪比阈值对所述第一通信链路的网路质量进行评估，得到评估结果的步骤具体包括：

48、计算所有所述测试时段的所有时段信噪比的平均值，并将得到的平均值作为实际信噪比；将所述实际信噪比与所述自适应信噪比阈值进行比较；

49、若所述实际信噪比大于或等于所述自适应信噪比阈值，则对所述第一通信链路的网路质量的评估结果为网路质量良好；

50、若所述实际信噪比小于所述自适应信噪比阈值，则对所述第一通信链路的网路质量的评估结果为网路质量低。

51、通过采用上述技术方案，以对应所有测试时段的实际信噪比与信噪比阈值作比较来作为对网路质量的测试判断，在一定程度上减小了恶劣天气中网路质量波动出现的较低时段信噪比对整体网路质量的测试判断的影响，大大提高了监测管理平台在对其与本地设备进行数据传输时的网路质量进行测试判断的准确性，在一定程度上保证了位于第一优先级的通信链路的网路质量。

52、第二方面，本技术提供一种闸门远程智能监测与管理的平台，采用如下的技术方案：一种闸门远程智能监测与管理的监测管理平台，包括所述监测管理平台包括服务器，所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上所述的闸门远程智能监测与管理的方法。

53、第三方面，本技术提供一种中转设备，采用如下的技术方案：

54、一种闸门远程智能监测与管理的系统，包括用户端、本地设备、中转设备和如上所述的闸门远程智能监测与管理的监测管理平台；所述监测管理平台与所述用户端、所述本地设备以及所述中转设备均通信连接；

55、所述中转设备设置在闸位站中；

56、所述用户端用于向所述监测管理平台发出召测请求和操作请求，还用于接收所述监测管理平台发出的设备参数组；

57、所述监测管理平台用于根据所述用户端发出的召测请求或操作请求生成相应的指令，并用于将所述相应的指令直接发送给所述本地设备或通过所述中转设备发送给所述本地设备；

58、所述本地设备安装在闸位站，用于响应所述监测管理平台发出的所述相应的指令而向所述监测管理平台发出设备参数组；

59、所述监测管理平台还用于直接接收所述本地设备发出的所述设备参数组或通过所述中转设备接收所述本地设备发出的所述设备参数组，并用于将该接收的所述设备参数组发送给所述用户端。

60、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

61、1.当需要对本地设备进行监测与管理时，用户只需在用户端下达召测请求，就可以看到所唤醒的本地设备的设备参数组，再在根据用户端显示的设备参数组下达操作指令以控制本地设备测试闸门的各项功能后，根据用户端显示的本地设备响应操作指令而运作时实时更新的设备参数组来判断该本地设备是否存在功能异常，并根据测试结果决定下一步的操作。而当完成对本地设备的监测与管理时，用户只需要下达停止召测的操作指令，本地设备便会断开连接并控制闸门恢复原状。因此，该方法能够实现用户对本地设备的远程智能监测与管理，这使得多个闸位站站点的监测与管理只需要一名工作人员就能够完成，大大改善了闸门的监测与管理耗费大量人力的问题。

62、2.监测管理平台能够根据向本地设备周期性发出的测试指令和本地设备响应每一测试指令所发出的一个测试用数据包对不同优先级的通信链路进行优先级的实时更新，使得监测管理平台能够在发现其与本地设备之间的网路质量可能存在问题时通过触发网路质量检测机制来评估第一通信链路的网路质量，并根据评估结果判断是否启动中转设备并将第二通信链路置于第一优先级，大大保证了用户在用户端对本地设备进行监测与管理操作时通信传输的数据完整性、操作流畅性。

63、3.自适应信噪比阈值针对不同天气情况的不同确定方法考虑到了各种天气的情况，尤其是恶劣天气，网路质量会发生或大或小幅度的波动，比如雷电天气磁场电荷的变化可能会造成电磁干扰，降低无线链路网路质量等等。因此，在恶劣天气和不恶劣天气的情况下，用于测试判断网路质量的信噪比阈值不能够一概而论，而作为通信链路的网路质量测试标准的自适应信噪比阈值能够在各种天气下作出相应的改变，大大保证了对与本地设备进行通信时的网路质量进行测试判断的准确性。