本發(fā)明屬于電能表，具體涉及一種電能表檢定流水線的智能調(diào)度控制方法。

背景技術(shù)：

1、電能表是電力系統(tǒng)中的重要計(jì)量設(shè)備，其準(zhǔn)確性和可靠性直接影響到電力計(jì)量和用戶的電費(fèi)計(jì)算。為了確保電能表的計(jì)量準(zhǔn)確性，定期檢定是必不可少的環(huán)節(jié)。電能表檢定流水線是專門用于對(duì)電能表進(jìn)行檢定的自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)一系列檢定步驟和設(shè)備來(lái)測(cè)試和校準(zhǔn)電能表。然而，隨著電能表數(shù)量的不斷增加和檢定任務(wù)的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的檢定流水線已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代化大規(guī)模檢定的需求。

2、傳統(tǒng)的檢定流水線存在如下技術(shù)問(wèn)題：電能表檢定流水線缺乏系統(tǒng)化和智能化的調(diào)度機(jī)制，導(dǎo)致資源分配不合理，檢定效率低下，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的檢定環(huán)境，導(dǎo)致設(shè)備利用率低、任務(wù)等待時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)整調(diào)度策略，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的檢定需求，任務(wù)分配不均勻，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種電能表檢定流水線的智能調(diào)度控制方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、本技術(shù)方案提出了一種電能表檢定流水線的智能調(diào)度控制方法，包括以下步驟：

4、s1：實(shí)時(shí)采集電能表檢定過(guò)程中的數(shù)據(jù)形成原始數(shù)據(jù)集，將從原始數(shù)據(jù)集中提取的特征表示為特征矩陣，通過(guò)引入層次結(jié)構(gòu)和協(xié)同機(jī)制，設(shè)計(jì)多層次協(xié)同算法，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的分配與調(diào)度，多層次協(xié)同算法包括全局調(diào)度層、局部調(diào)度層和設(shè)備控制層；

5、s2：全局調(diào)度層負(fù)責(zé)總體資源的分配和宏觀調(diào)度決策，全局調(diào)度層的輸入為特征矩陣，輸出為任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣；

6、s3：局部調(diào)度層負(fù)責(zé)具體任務(wù)的分配和執(zhí)行細(xì)節(jié)的管理，局部調(diào)度層的輸入為任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣，輸出為具體任務(wù)分配矩陣；

7、s4：設(shè)備控制層負(fù)責(zé)檢定設(shè)備的操作和狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備控制層的輸入為具體任務(wù)分配矩陣，輸出為設(shè)備控制指令集，并根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整具體任務(wù)分配矩陣和設(shè)備控制指令集。

8、優(yōu)選的，所述s1中，原始數(shù)據(jù)集包括檢定時(shí)間、檢定結(jié)果、設(shè)備狀態(tài)；

9、檢定時(shí)間數(shù)據(jù)為每個(gè)電能表在檢定過(guò)程中的起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和總耗時(shí)；

10、檢定結(jié)果數(shù)據(jù)為每個(gè)電能表檢定的具體結(jié)果，包括是否合格、誤差范圍；

11、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)為檢定設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，包括空閑、工作中、故障。

12、優(yōu)選的，所述s1中，特征矩陣的形式為：

13、x＝[xij]?(1)；

14、式中，每個(gè)元素xij表示第i個(gè)任務(wù)的第j個(gè)特征；

15、特征包括：任務(wù)優(yōu)先級(jí)：根據(jù)任務(wù)的緊急程度和重要性賦予的優(yōu)先級(jí)別；任務(wù)復(fù)雜性：任務(wù)的復(fù)雜程度，影響檢定時(shí)間；設(shè)備適配度：任務(wù)與設(shè)備的匹配程度，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得出。

16、優(yōu)選的，所述s2中，全局調(diào)度層的輸入為特征矩陣x＝[xij]，輸出為任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣p＝[pij]，式中，pij表示第i個(gè)任務(wù)在第j個(gè)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)，全局調(diào)度層的優(yōu)化目標(biāo)為最大化系統(tǒng)整體效率，定義優(yōu)化函數(shù)為：

17、

18、式中，j(p)是全局調(diào)度層的優(yōu)化函數(shù)，wij為第i個(gè)任務(wù)在第j個(gè)設(shè)備的權(quán)重，反映任務(wù)對(duì)設(shè)備的適配程度；

19、為優(yōu)先級(jí)均值，用于衡量?jī)?yōu)先級(jí)分布的均勻性；

20、λ為正則化參數(shù)，控制優(yōu)先級(jí)均值偏差的懲罰強(qiáng)度；

21、n是任務(wù)數(shù)量，m是設(shè)備數(shù)量；

22、基于梯度下降算法實(shí)現(xiàn)最大化優(yōu)化函數(shù)j(p)，包括以下步驟：

23、s11：初始化任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣p；

24、s12：計(jì)算目標(biāo)函數(shù)j(p)的梯度：

25、

26、式中，是目標(biāo)函數(shù)j(p)的梯度，w為權(quán)重矩陣，sign為符號(hào)函數(shù)；

27、s13：更新優(yōu)先級(jí)矩陣p：

28、

29、式中，η為學(xué)習(xí)率；

30、s14：重復(fù)s12-s13，直到函數(shù)收斂。

31、優(yōu)選的，所述s3中：局部調(diào)度層輸入為任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣p，通過(guò)分析任務(wù)優(yōu)先級(jí)矩陣p，生成具體任務(wù)分配矩陣y＝[yij]，式中，yij表示第i個(gè)任務(wù)被分配到第j個(gè)設(shè)備的概率；

32、局部調(diào)度層的優(yōu)化目標(biāo)為最小化任務(wù)等待時(shí)間和資源沖突，優(yōu)化函數(shù)定義為：

33、

34、式中，l(y,p)是局部調(diào)度層的優(yōu)化函數(shù)，tij為第i個(gè)任務(wù)在第j個(gè)設(shè)備的執(zhí)行時(shí)間，反映任務(wù)分配的效率；

35、為任務(wù)分配均值，用于衡量任務(wù)分配的均勻性；

36、μ為沖突懲罰系數(shù)，控制任務(wù)分配均勻性的懲罰強(qiáng)度。

37、優(yōu)選的，基于拉格朗日乘數(shù)法實(shí)現(xiàn)最小化優(yōu)化函數(shù)l(y,p)，包括以下步驟：

38、s21：定義拉格朗日函數(shù)：

39、

40、式中，為拉格朗日乘數(shù)；

41、s22：計(jì)算拉格朗日函數(shù)的梯度

42、

43、s23：通過(guò)設(shè)定求解y和

44、

45、s24：迭代更新y和直到收斂。

46、優(yōu)選的，所述s4中，設(shè)備控制層輸入為具體任務(wù)分配矩陣y，通過(guò)分析具體任務(wù)分配矩陣y，生成設(shè)備控制指令集c＝[cij]，式中，cij表示第j個(gè)設(shè)備對(duì)第i個(gè)任務(wù)的操作指令，優(yōu)化函數(shù)定義為：

47、

48、式中，g(c,y)是設(shè)備控制層的優(yōu)化函數(shù)，eij為第j個(gè)設(shè)備對(duì)第i個(gè)任務(wù)的執(zhí)行效率，反映控制指令的有效性；

49、為控制指令平滑度系數(shù)，控制指令變化速率的懲罰強(qiáng)度；t為時(shí)間。

50、優(yōu)選的，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)最大化優(yōu)化函數(shù)g(c,y)，包括以下步驟：

51、s31：初始化設(shè)備控制指令集c；

52、s32：計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)：

53、state(t+1)＝state(t)+δt·c(t)??(10)；

54、式中，state(t)是當(dāng)前時(shí)間的系統(tǒng)狀態(tài)，state(t+1)是下一時(shí)間步的系統(tǒng)狀態(tài)，δt是時(shí)間步長(zhǎng)，c(t)是當(dāng)前時(shí)間的控制指令集；

55、s33：計(jì)算優(yōu)化函數(shù)g(c,y)的梯度：

56、

57、式中，e為執(zhí)行效率矩陣，對(duì)于執(zhí)行效率矩陣e中的任意一個(gè)元素eij，定義為任務(wù)成功率與執(zhí)行時(shí)間的比值，并考慮故障率的影響，公式如下：

58、

59、式中，snij是第j個(gè)設(shè)備對(duì)第i個(gè)任務(wù)的成功率，fij是第j個(gè)設(shè)備對(duì)第i個(gè)任務(wù)的故障率；

60、s34：更新控制指令集c：

61、

62、式中，γ為步長(zhǎng)參數(shù)；

63、s35：重復(fù)s32-s34，直到收斂。

64、優(yōu)選的，將生成的設(shè)備控制指令集c通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€(gè)檢定設(shè)備，每個(gè)檢定設(shè)備接收并解析分配給它的操作指令cij，進(jìn)行相應(yīng)的操作；

65、通過(guò)傳感器和攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)s，獲取設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)信息sij，基于動(dòng)態(tài)資源優(yōu)化算法，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋機(jī)制，動(dòng)態(tài)調(diào)整資源分配和調(diào)度策略，基于反饋調(diào)整函數(shù)f(s,y,c)，計(jì)算狀態(tài)變化率和狀態(tài)偏差，得到反饋調(diào)整結(jié)果。

66、優(yōu)選的，根據(jù)反饋調(diào)整結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整具體任務(wù)分配矩陣y和設(shè)備控制指令集c，定義反饋調(diào)整函數(shù)：

67、

68、式中，f(s,y,c)是反饋調(diào)整函數(shù)，α為狀態(tài)變化率權(quán)重，控制狀態(tài)變化速率的懲罰強(qiáng)度，是狀態(tài)變化率；

69、β為狀態(tài)偏差權(quán)重，控制狀態(tài)偏差的懲罰強(qiáng)度，是狀態(tài)偏差；

70、sij表示第j個(gè)設(shè)備對(duì)第i個(gè)任務(wù)的狀態(tài)信息；

71、為期望狀態(tài)，反映理想狀態(tài)下的設(shè)備運(yùn)行情況。

72、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

73、1.本技術(shù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)采集電能表檢定過(guò)程中的各種原始數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化調(diào)度，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取任務(wù)優(yōu)先級(jí)、任務(wù)復(fù)雜性、設(shè)備適配度等特征，進(jìn)行智能化決策，使調(diào)度和控制過(guò)程更加科學(xué)和精確；通過(guò)智能調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保每個(gè)電能表在合適的設(shè)備上進(jìn)行檢定，減少了因設(shè)備不適配導(dǎo)致的誤檢，提高了檢定結(jié)果的準(zhǔn)確。

74、2.本技術(shù)通過(guò)全局調(diào)度層負(fù)責(zé)總體資源的分配和宏觀調(diào)度決策，最大化系統(tǒng)整體效率，使每個(gè)任務(wù)都能快速找到適合的檢定設(shè)備，顯著提高了檢定效率，通過(guò)局部調(diào)度層對(duì)具體任務(wù)的分配和執(zhí)行細(xì)節(jié)進(jìn)行管理，最小化任務(wù)等待時(shí)間和資源沖突，采用拉格朗日乘數(shù)法對(duì)任務(wù)分配進(jìn)行優(yōu)化，確保資源利用最大化，減少了設(shè)備的空閑時(shí)間和任務(wù)的等待時(shí)間。

75、3.本技術(shù)通過(guò)設(shè)備控制層通過(guò)生成設(shè)備控制指令集，確保設(shè)備高效、安全運(yùn)行，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)控制指令進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備的操作狀態(tài)和參數(shù)，適應(yīng)變化的檢定需求，充分利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合智能算法，實(shí)現(xiàn)電能表檢定流水線的高效、智能和自動(dòng)化控制。

76、4.本技術(shù)通過(guò)傳感器和攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)資源優(yōu)化算法結(jié)合反饋調(diào)整機(jī)制，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的變化率和偏差，及時(shí)調(diào)整任務(wù)分配和控制指令，確保系統(tǒng)在高效、穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行；動(dòng)態(tài)資源優(yōu)化算法能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，預(yù)防設(shè)備故障和資源沖突，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。