供热阀门开度控制方法、装置和计算机可读介质

技术领域

本申请涉及供热技术领域，尤其涉及供热阀门开度控制方法、装置和计算机可读介质。

背景技术

集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过管网供给一个城市、城镇或部分区域生产、采暖和生活所需的热量的方式。在用于采暖的居民集中供热系统中，集中热源通过主管网将热介质输送给多个换热站，每个换热站通过二次管网将热介质输送给一幢或多幢住宅中的室内采暖设施(比如暖气片)，热介质在室内采暖设施完成热交换，实现住宅的采暖。

在换热站与住宅之间的二次管网上，针对每幢住宅设置有相对应的阀门，通过控制阀门的开度，可以调节向住宅输送热介质的流量，进而调节住宅的室内温度。相关技术中，依据经验数据，通过人工调节的方式控制各幢住宅所对应阀门的开度。

然而，相关技术中采用人工调节阀门开度的方式，由于人工经验的不同或缺乏科学支撑，在调节阀门开度后实际室内温度与预期室内温度存在较大偏差，导致供热效果较差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供的供热阀门开度控制方法、装置和计算机可读介质，能够提高供热效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种供热阀门开度控制方法，包括：

获取阀门的历史流量偏差，其中，所述阀门用于控制向目标区域输送热介质的流量，所述历史流量偏差用于表征历史上通过所述阀门向所述目标区域输送热介质时流量的变化；

获取一个响应参量，其中，所述响应参量用于反映所述历史流量偏差和预测流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响，所述预测流量偏差用于表征未来通过所述阀门向所述目标区域输送热介质时流量变化的预测值；

获取所述目标区域的预期室内温度；

根据所述预期室内温度、所述历史流量偏差和所述响应参量，确定所述预测流量偏差；

根据所述预测流量偏差，控制所述阀门的开度。

在第一种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述响应参量包括第一响应矩阵和第二响应矩阵，其中，所述第一响应矩阵用于表征所述历史流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响系数，所述第二响应矩阵用于表征所述预测流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响系数。

在第二种可能的实现方式，结合上述第一种可能的实现方式，所述获取一个响应参量，包括：

根据所述目标区域的室外温度和通过所述阀门向所述目标区域所输送热介质的介质温度，从预先确定的至少两个预测序列中选择相匹配的目标预测序列，其中，所述预测序列包括的元素为通过所述阀门所输送热介质的流量变化时，所述目标区域的室内温度的增量；

根据所述目标预测序列包括的至少两个元素，构建所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵；

获取包括所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵的所述响应参量。

在第三种可能的实现方式中，结合上述第二种可能的实现方式，所述供热阀门开度控制方法还包括：

对于由所述室外温度和所述介质温度定义的至少两个环境条件中的每个环境条件，均执行：

获取该环境条件对应的至少两个室温变化曲线，其中，所述室温变化曲线用于表征通过所述阀门向所述目标区域输送热介质的流量改变后，所述目标区域的室内温度增量随时间的变化，不同的所述室温变化曲线对应不同的所述流量改变；

根据各所述室温变化曲线，确定最优序列曲线，其中，对于任一时刻，所述最优序列曲线上对应于该时刻的点，与各所述室温变化曲线上对应于该时刻的点的距离之和最小；

按照预设的时间间隔，从所述最优序列曲线上采集至少两个时刻对应的室内温度增量；

将以采集到的各室内温度增量为元素的集合，确定为该环境条件对应的所述预测序列。

在第四种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式和第三种可能的实现方式中的任意一个，所述根据所述预期室内温度、所述历史流量偏差和所述响应参量，确定所述预测流量偏差，包括：

将所述历史流量偏差、所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵输入预先构建的有限脉冲响应函数，获得通过所述预测流量偏差表征的预测室内温度向量，其中，所述预测室内温度向量包括所述目标区域未来至少一个时刻的室内温度预测值；

根据所述预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解所述预测流量偏差，其中，所述预期室内温度向量包括每个所述预期室内温度所对应未来时刻的所述预期室内温度。

在第五种可能的实现方式中，结合上述第四种可能的实现方式，所述有限脉冲响应函数包括：

y

其中，y

H

H

u

u

在第六种可能的实现方式中，结合上述第五种可能的实现方式，在所述根据所述预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解所述预测流量偏差之前，所述方法还包括：

获取所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度；

根据所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度，及所述第k个时刻所述目标区域的所述室内温度预测值，通过如下第一公式对所述预测室内温度向量进行校正；

所述第一公式包括：

y

其中，y

在第七种可能的实现方式中，结合上述第六种可能的实现方式，所述根据所述预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解所述预测流量偏差，包括：

构建用于计算所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量之间偏差的偏差函数；

所述偏差函数包括：

其中，J用于表征校正后的所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差，r用于表征所述预期室内温度向量；

对所述偏差函数进行求解，获得所述预测流量偏差，使所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差较小。

在第八种可能的实现方式中，结合上述第七种可能的实现方式，所述对所述偏差函数进行求解，获得所述预测流量偏差，包括：

在所述预测流量偏差的预设取值范围内，对所述偏差函数求解，获得所述预测流量偏差，使所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差较小。

第二方面，本申请实施例还提供了一种供热阀门开度控制装置，包括：

一个流量获取模块，用于获取阀门的历史流量偏差，其中，所述阀门用于控制向目标区域输送热介质的流量，所述历史流量偏差用于表征历史上通过所述阀门向所述目标区域输送热介质时流量的变化；

一个参量获取模块，用于获取一个响应参量，其中，所述响应参量用于反映所述历史流量偏差和预测流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响，所述预测流量偏差用于表征未来通过所述阀门向所述目标区域输送热介质时流量变化的预测值；

一个第一温度获取模块，用于获取所述目标区域的预期室内温度；

一个偏差预测模块，用于根据所述第一温度获取模块获取到的所述预期室内温度、所述流量获取模块获取到的所述历史流量偏差和所述参量获取模块获取到的所述响应参量，确定所述预测流量偏差；

一个阀门控制模块，用于根据所述偏差预测模块确定出的所述预测流量偏差，控制所述阀门的开度。

在第一种可能的实现方式中，结合上述第二方面，所述响应参量包括第一响应矩阵和第二响应矩阵，其中，所述第一响应矩阵用于表征所述历史流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响系数，所述第二响应矩阵用于表征所述预测流量偏差对所述目标区域未来室内温度的影响系数。

在第二种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述参量获取模块用于根据所述目标区域的室外温度和通过所述阀门向所述目标区域所输送热介质的介质温度，从预先确定的至少两个预测序列中选择相匹配的目标预测序列，并根据所述目标预测序列包括的至少两个元素，构建所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵，以及获得包括所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵的所述响应参量，其中，所述预测序列包括的元素为通过所述阀门所输送热介质的流量变化时，所述目标区域的室内温度的增量。

在第三种可能的实现方式中，结合上述第二种可能的实现方式，所述供热阀门开度控制装置还包括：一个序列获取模块，用于对于由所述室外温度和所述介质温度定义的至少两个环境条件中的每个环境条件，均执行：

获取该环境条件对应的至少两个室温变化曲线，其中，所述室温变化曲线用于表征通过所述阀门向所述目标区域输送热介质的流量改变后，所述目标区域的室内温度增量随时间的变化，不同的所述室温变化曲线对应不同的所述流量改变；

根据各所述室温变化曲线，确定最优序列曲线，其中，对于任一时刻，所述最优序列曲线上对应于该时刻的点，与各所述室温变化曲线上对应于该时刻的点的距离之和最小；

按照预设的时间间隔，从所述最优序列曲线上采集至少两个时刻对应的室内温度增量；

将以采集到的各室内温度增量为元素的集合，确定为该环境条件对应的所述预测序列。

在第四种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式和第三种可能的实现方式中的任意一个，所述偏差预测模块包括：

一个构建子模块，用于将所述历史流量偏差、所述第一响应矩阵和所述第二响应矩阵输入预先构建的有限脉冲响应函数，获得通过所述预测流量偏差表征的预测室内温度向量，其中，所述预测室内温度向量包括所述目标区域未来至少一个时刻的室内温度预测值；

一个求解子模块，用于根据所述构建子模块获得的所述预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解所述预测流量偏差，其中，所述预期室内温度向量包括每个所述预期室内温度所对应未来时刻的所述预期室内温度。

在第五种可能的实现方式中，结合上述第四种可能的实现方式，所述有限脉冲响应函数包括：

y

其中，y

H

H

u

u

在第六种可能的实现方式中，结合上述第五种可能的实现方式，所述供热阀门开度控制装置还包括：

一个第二温度获取模块，用于获取所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度；

一个温度校正模块，用于根据所述第二温度获取模块获取到的所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度，及所述第k个时刻所述目标区域的所述预期室内温度，通过如下第一公式对所述构建子模块获取的所述预测室内温度向量进行校正；

所述第一公式包括：

y

其中，y

在第七种可能的实现方式中，结合上述第六种可能的实现方式，所述求解子模块，用于构建用于计算所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量之间偏差的偏差函数，并对所述偏差函数进行求解，获得所述预测流量偏差，使所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差较小；

所述偏差函数包括：

其中，J用于表征校正后的所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差，r用于表征所述预期室内温度向量。

在第八种可能的实现方式中，结合上述第七种可能的实现方式，所述求解子模块，用于在所述预测流量偏差的预设取值范围内，对所述偏差函数求解，获得所述预测流量偏差，使所述预测室内温度向量与所述预期室内温度向量的偏差较小。

第三方面，本申请实施例还提供了另一种供热阀门开度控制装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行上述第一方面及第一方面的任一可能的实现方式所提供的方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述第一方面及第一方面的任一可能的实现方式所提供的方法。

由上述技术方案可知，由于流量偏差对室内温度的影响具有滞后性，因此历史流量偏差会影响未来室内温度，而且预期室内温度会决定未来一段时间内的流量偏差，同时控制阀门开度的目标为使未来室内温度与预期室内温度相等，因此预期室内温度、历史流量偏差和预测流量偏差存在关联。在获取到用于反映历史流量偏差和预测流量偏差对未来室内温度影响的响应参量后，根据预期室内温度、历史流量偏差和响应参量确定预测流量偏差，进而基于预测流量偏差控制阀门的开度。由于可以基于历史流量偏差和预期室内温度，循环预测未来一段时间的流量偏差，因此可以滚动优化当前对阀门开度进行控制的策略，使得实际的室内温度与预期室内温度的偏差更小，从而能够提高供热的效果。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种供热系统的示意图；

图2是本申请实施例一提供的一种供热阀门开度控制方法的流程图；

图3是本申请实施例一提供的一种室温变化曲线的示意图；

图4是本申请实施例一提供的一种室内温度增量分布的示意图；

图5是本申请实施例二提供的一种供热阀门开度控制方法的流程图；

图6是本申请实施例二提供的一种室内温度预测结果的示意图；

图7是本申请实施例三提供的一种供热阀门开度控制装置的示意图；

图8是本申请实施例三提供的另一种供热阀门开度控制装置的示意图；

图9是本申请实施例三提供的又一种供热阀门开度控制装置的示意图；

图10是本申请实施例三提供的再一种供热阀门开度控制装置的示意图；

图11是本申请实施例四提供的一种供热阀门开度控制装置的示意图。

附图标记列表：

202：获取阀门的历史流量偏差

204：获取第一响应矩阵和第二响应矩阵

206：获取目标区域的预期室内温度

208：根据预期室内温度、历史流量偏差、第一和第二响应矩阵，确定预测流量偏差

210：根据预测流量偏差，控制阀门的开度

502：获取阀门的历史流量偏差

504：获取第一响应矩阵和第二响应矩阵

506：获取目标区域的预期室内温度

508：基于有限脉冲响应函数，获得通过预测流量偏差表征的预测室内温度向量

510：根据实际室内温度与室内温度预测值，对预测室内温度向量进行矫正

512：根据预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解预测流量偏差

514：根据预测流量偏差，控制阀门的开度

20：供热阀门开度控制方法 50：供热阀门开度控制方法 70：供热阀门开度控制装置

110：供热阀门开度控制装置101：换热站 102：二次网络

103：住宅 104：阀门 71：流量获取模块

72：参量获取模块 73：第一温度获取模块 74：偏差预测模块

75：阀门控制模块 76：序列获取模块 77：第二温度获取模块

78：温度校正模块 741：构建子模块 742：求解子模块

1101：存储器 1102：处理器

具体实施方式

如前所述，参见图1所示的供热系统示意图，换热站101通过二次网络102向一个或多个住宅103输送热介质，每个住宅103与换热站101之间的二次网络102上设置有阀门104，通过调节阀门104的开度，可以控制向住宅103输送热介质的流量，达到调节住宅103室内温度的目的。在调节阀门104的开度后，住宅103的室内温度并不会立即改变，即温度输送存在滞后性，在基于经验人工调节阀门开度时，由于人工经验的不同或缺乏科学支撑，对阀门开度的调节可能并不合适，导致调节阀门开度后使供热产生较大的波动，因此供热效果较差。

本申请实施例中，通过阀门所输送热介质的流量偏差会影响室内温度，而流量偏差对室内温度的影响具有滞后性，因此历史流量偏差会影响未来室内温度，而且预期室内温度会影响未来一段时间内的流量偏差，控制阀门开度的目标为未来室内温度与预期室内温度相等，因此预期室内温度与历史流量偏差和未来的流量偏差存在特定的关系，从而可以基于历史流量偏差和预期室内温度来预测未来一段时间内的流量偏差，进而可以根据预测的流量偏差来控制阀门的开度。由此可见，基于历史流量偏差和预期室内温度来预测未来一段时间内的流量偏差，通过滚动优化确定当前对阀门开度进行控制的策略，使得实际的室内温度与预期室内温度的偏差更小，从而能够提高供热的效果。

需要说明的是，在本申请实施例以及后续各实施例中，流量偏差用于表征通过阀门所输送热介质的流量变化，比如表征当前时刻相对于上一时刻通过阀门所输送热介质的流量变化。

下面结合附图对本申请实施例提供的供热阀门开度控制方法和装置进行详细说明。

实施例一

图2是本申请实施例一提供的一种供热阀门开度控制方法的流程图。参见图2，本申请实施例提供的供热阀门开度控制方法20包括如下步骤：

202、获取阀门的历史流量偏差。

换热站通过二次管网向目标区域输送热介质，二次管网上设置有阀门，通过阀门可以控制向目标区域输送热介质的流量。目标区域可以使一个或多个小区、一栋或多栋楼或者一个或多个单元。

历史流量偏差用于表征历史上通过阀门向目标区域输送热介质时流量的变化，历史流量偏差是相当于当前时刻而言，随时时间的延续所获取到的历史流量偏差也会发生变化。比如，针对当前时刻k，历史流量偏差用于表征时刻k-N至时刻k-1共计N个时刻热介质流量的变化。由于阀门通常情况下无法检测到流量的绝对值，但阀门可以检测流量的变化值，因此可以通过阀门周期性检测流量的变化值，进而将阀门最近检测到的N个流量变化值作为历史流量偏差。

204、获取用于反映历史流量偏差和预测流量偏差对目标区域未来室内温度影响的响应参量。

响应参量可以反映历史流量偏差对目标区域未来室内温度的影响。由于集中供热系统的温度输送具有滞后性，即调节所输送热介质的流量后室内温度并不会立即发生变化，而是经过一段时间后才会发生相应改变，因此历史流量偏差会对未来室内温度造成影响，而响应参量可以反映该影响的程度，或者说响应参量用于反映未来室内温度对历史流量偏差的响应。

响应参量还可以反映预测流量偏差对目标区域未来室内温度的影响，预测流量偏差是指未来的流量偏差，具体指未来一段时间内的流量偏差，用于表征未来通过阀门向目标区域输送热介质时流量变化的预测值。由于预期室内温度会影响未来一段时间内的流量偏差，而历史流量偏差会影响未来室内温度，控制阀门开度的目标为使未来室内温度与预期室内温度相等，因此预测流量偏差与未来室内温度存在一定关联，当基于预测流量偏差对阀门开度进行控制时，预测流量偏差会对未来室内温度造成影响，而响应参量可以反映该影响的程度，或者说响应参量用于反映未来室内温度对预测流量偏差的响应。

响应参量可以根据过去一段时间内流量偏差和室内温度的变化情况确定。

206、获取目标区域的预期室内温度。

预期室内温度是预期所要达到的室内温度，为预先设定的温度。预期室内温度可以是一个温度值，也可以是对应于不同时间区段的多个温度值，比如，预期室内温度定义7:00-17:00为20℃，17:00-次日7:00为25℃。

208、根据预期室内温度、历史流量偏差和响应参量，确定预测流量偏差。

由于响应参量可以反映历史流量偏差和预测流量偏差对未来室内温度的影响，而控制阀门开度的目标为使未来室内温度与预期室内温度相等，因此历史流量偏差、预测流量偏差、预期室内温度和响应参量之间存在特定的关系，进而可以基于获取到的历史流量偏差、预期室内温度和响应参量来确定预测流量偏差。

在本申请实施例中，可以构建关于历史流量偏差、预测流量偏差、预期室内温度和响应参量的函数，将获取到历史流量偏差、预期室内温度和响应参量输入所构建的函数，计算出预测流量偏差。除了上述通过构建函数确定预测流量偏差的方法外，还可以训练模型，将获取到的历史流量偏差、预期室内温度和响应参量作为模型输入，获得模型输出的预测流量偏差。

210、根据预测流量偏差，控制阀门的开度。

预测流量偏差包括当前时刻及后续至少一个未来时刻的流量偏差预测值，而预测流量偏差根据预期室内温度确定，而且通过阀门向目标区域输送热介质的流量由阀门开度决定，因此可以根据预测流量偏差中当前时刻对应的流量偏差预测值，控制阀门的开度，使目标区域的室内温度与预期室内温度相同或接近。

比如，对于当前时刻k，预测流量偏差包括时刻k至时刻k+N-1共计N个时刻的流量偏差预测值，时刻k的流量偏差预测值为u(k)，时刻k+N-1的流量偏差预测值为u(k+N-1)，进而在当前时刻k根据u(k)控制阀门的开度。

本申请实施例提供的方案，由于流量偏差对室内温度的影响具有滞后性，因此历史流量偏差会影响未来室内温度，而且预期室内温度会决定未来一段时间内的流量偏差，同时控制阀门开度的目标为使未来室内温度与预期室内温度相等，因此预期室内温度、历史流量偏差和预测流量偏差存在关联。在获取到用于反映历史流量偏差和预测流量偏差对未来室内温度影响的响应参量后，根据预期室内温度、历史流量偏差和响应参量确定预测流量偏差，进而基于预测流量偏差控制阀门的开度。由于可以基于历史流量偏差和预期室内温度，循环预测未来一段时间的流量偏差，因此可以滚动优化当前对阀门开度进行控制的策略，使得实际的室内温度与预期室内温度的偏差更小，从而能够提高供热的效果。

在一种可能的实现方式中，响应参量包括第一响应矩阵和第二响应矩阵，第一响应矩阵用于表征历史流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数，第二响应矩阵用于表征预测流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数。

第一响应矩阵用于表征未来室内温度对历史流量偏差的响应，第二响应矩阵用于表征未来室内温度对预测流量偏差的响应，在获得历史流量偏差、预期室内温度、第一响应矩阵和第二响应矩阵后，通过矩阵运算便可以确定预测流量偏差，方便预测流量偏差的计算。可选地，还可以将历史流量偏差、预期室内温度、第一响应矩阵和第二响应矩阵带入预先构建的函数或模型，进而便可以获得函数或模型输出的预测流量偏差。

在本申请实施例中，通过第一响应矩阵表征历史流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数，通过第二响应矩阵表征预测流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数，方便通过矩阵运算获得预测流量偏差，以提升计算预测流量偏差的效率，进而及时根据预测流量偏差对阀门的开度进行控制，进一步提高供热的效果。

在一种可能的实现方式中，当响应参量包括第一响应矩阵和第二响应矩阵，在获取响应参量时，可以根据目标区域的室外温度和通过阀门向目标区域所输送热介质的介质温度，从预先确定的至少两个预测序列中选择相匹配的目标预测序列，进而根据目标预测序列包括的至少两个元素，构建第一响应矩阵和第二响应矩阵，进而获得包括第一响应矩阵和第二响应矩阵的响应参量。其中，预测序列包括的元素为通过阀门所输送热介质的流量变化时，目标区域室内温度的增量。

在不同室外温度和介质温度下，历史流量偏差对未来室内温度的影响程度不同，预测流量偏差对未来室内温度的影响程度也不同。比如，室外温度越低，热介质输送过程中热损耗越大，历史流量偏差对未来室内温度的影响程度越小，而预测流量偏差对未来室内温度的影响程度越大。再比如，介质温度越低，热介质输送过程中热损耗越小，历史流量偏差对未来室内温度的影响程度越大，而预测流量偏差对未来室内温度的影响越小。根据室外温度和介质温度，获取相匹配的第一响应矩阵和第二响应矩阵，进而根据所获取到的第一响应矩阵和第二响应矩阵确定预测流量偏差，可以提高对未来一段时间的流量偏差进行预测的准确性，进而可以更加准确的对阀门开度进行控制，使得实际室内温度与预期室内温度更接近。

每个预测序列包括至少两个元素，该元素为通过阀门所输送热介质的流量变化时室内温度的增量，不同元素对应流量变化后的不同时刻，即预测序列包括的各元素可以反映流量偏差变化后一段时间内室内温度的变化趋势，因此可以根据预测序列包括的各元素构建第一响应矩阵。由于第一响应矩阵与第二响应矩阵是相关联的，比如历史流量偏差对未来室内温度的影响较大时，预测流量偏差对未来室内温度的影响就会较小，因此同样可以基于预测序列包括的各元素构建第二响应矩阵。

可选地，每个预测序列对应一个室外温度区间和一个介质温度区间，且不同的预测序列对应不同完全相同的室外温度区间和介质温度区间。当目标区域的室外温度位于一个预测序列所对应的室外温度区间内，且通过阀门所输送热介质的介质温度位于该预测序列所对应的介质温度区间内，则该预测序列被确定为目标预测序列。由于预测序列对应室外温度区间和介质温度区间，每个预测序列可以与多个室外温度和介质温度的组合匹配，因此不需要针对每个室外温度和介质温度的组合确定预测序列，从而可以提高确定第一响应矩阵和第二响应矩阵的速度，从而可以及时确定出预测流量偏差，以及时对阀门开度进行控制，进一步提高供热效果。

本领域技术人员可以知晓，预测序列还可以对应一个室外温度值和一个介质温度值，不同的预测序列对应不完全相同的室外温度和介质温度，以保证在确定的室外温度和介质温度仅能有一个相匹配的目标预测序列。当目标区域的室外温度与一个预测序列所对应的室外温度相同，且通过阀门所输送热介质的介质温度与该预测序列所对应的介质温度相同时，则该预测序列被确定为目标预测序列。

在一种可能的实现方式中，由于供热系统存在非线性，即历史流量偏差和预测流量偏差对未来室内温度的影响是非线性的，而预期室内温度、历史流量偏差、预测流量骗车、第一响应矩阵和第二响应矩阵之间的关系为线性关系，为此第一响应矩阵需要综合不同历史流量偏差对未来室内温度的影响，而第二响应矩阵需要综合不同预测流量偏差对未来室内温度的影响，进而在不同历史流量偏差下，均基于相同的第一响应矩阵和第二响应矩阵来确定预测流量偏差。为了根据预测序列构建满足上述要求的第一响应矩阵和第二响应矩阵，可以通过如下方式来确定预测序列。

对于由室外温度和介质温度定义的至少两个环境条件中每个环境条件，均执行：

S1、获取该环境条件对应的至少两个室温变化曲线，其中，室温变化曲线用于表征通过阀门向目标区域输送介质的流量改变后，目标区域的室内温度增量随时间的变化，而不同的室温变化曲线对应不同的流量改变。

预先确定一系列由室外温度和介质温度定义的环境条件，后续将针对每个环境条件确定一个预测序列，以在不同的室外温度和不同的介质温度下均能够确定相对应的目标预测序列。

对于每个环境条件，该环境条件对应室外温度区间和介质温度区间，选取该环境条件所对应室外温度区间的中值为目标室外温度，选取该环境条件所对应介质温度区间的中值为目标介质温度，在目标室外温度和目标介质温度的前提下控制通过阀门所输送流量产生不同的变化。在每次流量改变后采集室内温度的增量，进而生成表征室内温度增量随时间变化的室温变化曲线。在对通过阀门所输送热介质的流量进行改变时，以脉冲的形式改变所输送热介质的流量，比如脉冲的持续时间为20秒，则在将流量增大或减小20秒之后，恢复到此前的水平。

比如，选取流量增量20％、40％、70％、80％和100％，在该环境条件下调整通过阀门输送热介质的流量，每次调整流量后采集室内温度的变化直至室内温度稳定，进而获得每次调整流量对应的室温变化曲线。图3是本申请实施例提供的一种室温变化曲线的示意图。参见图3，横坐标为时间，纵坐标为室内温度增量，曲线Q1表征将流量增加20％时室内温度增量的变化，曲线Q2表征将流量增加40％时室内温度增量的变化，曲线Q3表征将流量增加70％时室内温度增量的变化，曲线Q4表征将流量增加80％时室内温度增量的变化，曲线Q5表征将流量增加100％时室内温度增量的变化。

需要说明的是，在对通过阀门所输送热介质的流量进行改变时，不仅可以增加流量，还可以减小流量。在另一些实施例中，在相同环境条件下，可以分别通过增加和减小的方式对流量进行改变，进而获得对应于流量增加情况下的室温变化曲线和流量减小情况下的室温变化曲线。

S2、根据各室温变化曲线，确定最优序列曲线。

在获取到该环境条件下的多个室温变化曲线后，确定该环境条件对应的最优序列曲线，使得针对任一时刻，该最优序列曲线上对应于该时刻的点，与各室温变化曲线上对应于该时刻的点的距离之和最小。

参见图3所示的室温变化曲线，针对最优序列曲线Q0上对应于任一时刻i的室内温度增量y(i)，应满足y(i)＝min(|y(i)-H

S3、按照预设的时间间隔，从最优序列曲线上采集至少两个时刻对应的室内温度增量。

从最优序列曲线上依次确定多个时刻，使相邻时刻的间隔等于预先设定的时间间隔，然后从最优序列曲线上采集每个所确定时刻对应的室内温度增量。比如，预先设定的时间间隔为1分钟，则每隔1min从最优序列曲线上采集一个时刻对应的室内温度增量，获得h1至h

图4是本申请实施例提供的一种室内温度增量分布的示意图，指示了从曲线Q0上所提取各室内温度增量的分布情况。

S4、将以采集到的各室内温度增量为元素的集合，确定为该环境条件对应的预测序列。

在从最优序列曲线上采集到多个室内温度增量后，将以所采集到各室内温度增量为元素的集合，确定为预测序列。比如，预测序列为[h

根据预测序列所包括的各元素构建第一响应矩阵和第二响应矩阵时，通过对预测序列中各元素进行排序，获得第一响应矩阵和第二响应矩阵。在预测序列为[h

实施例二

图5是本申请实施例二提供的一种供热阀门开度控制方法的流程图。参见图5，本申请实施例提供的供热阀门开度控制方法50包括如下步骤：

502、获取阀门的历史流量偏差。

针对当前时刻，获取过去一段时间内通过阀门向目标区域输送热介质的流量变化，作为历史流量偏差。图4是本申请实施例提供的一种时刻分布示意图，时刻k为当前时刻，时刻k-N至时刻k-1为历史时刻，时刻k+1至时刻k+N为未来时刻。获取时刻k-N至时刻k-1共计N个时刻的通过阀门向目标区域输送热介质的流量变化，作为历史流量偏差，进而获得包括N个元素的实例流量偏差。通过向量的方式对历史流量偏差进行表示，可以将历史流量偏差u

504、获取第一响应矩阵和第二响应矩阵。

根据当前时刻目标区域的室外温度和通过阀门向目标区域输送热介质的温度，选择相匹配的第一响应矩阵和第二响应矩阵。

获取第一响应矩阵和第二响应矩阵的方法，参见上述实施例一中的说明。

506、获取目标区域的预期室内温度。

根据针对目标区域的供热计划，确定未来一段时间内目标区域的预期室内温度。比如，确定从当前时刻k至时刻k+N的预期室内温度。

508、将历史流量偏差、第一响应矩阵和第二响应矩阵输入有限脉冲响应函数，获得通过预测流量偏差表征的预测室内温度向量。

有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)函数可以进行预测，构建反映预期室内温度、历史流量偏差、预测流量偏差、第一响应矩阵和第二响应矩阵之间关系的FIR函数，进而可以获得通过预测流量偏差、历史流量偏差、第一响应矩阵和第二响应矩阵表征的预测室内温度向量，其中预测室内温度向量包括目标区域内未来至少一个时刻的室内温度预测值。

由于FIR函数可以基于少量数据进行准确的预测和调控，通过FIR函数来确定预测流量偏差时，仅需要少量数据便可以较准确的确定预测流量偏差，而且不需要持续进行数据训练，所需的时间和计算资源更少，有利于基于预测流量偏差控制阀门开度这一方案的实现。另外FIR函数采用较多的系数，可以保留供热系统更多的信息，因此可以更加准确地确定预测流量偏差，进而基于预测流量偏差对阀门开度进行更加准确的控制，提高供热的效果。

在一种可能的实现方式中，FIR函数的形式如下所示：

y

其中，y

H

H

u

u

在本申请实施例中，由于第一响应矩阵H

510、根据当前时刻目标区域的实际室内温度与室内温度预测值，对预测室内温度向量进行矫正。

在获取到通过预测流量偏差表征的预测室内温度向量后，获取当前时刻(第k个时刻)目标区域的实际室内温度，并获取对当前时刻的室内温度预测值，进而根据获取到的实际室内温度和室内温度预测值，通过如下第一公式对预测室内温度向量进行校正。

第一公式包括：

y

其中，y

在本申请实施例中，目标区域当前时刻的实际室内温度可以检测获得，当前时刻的室内温度预测值可以从上一时刻获得的预测室内温度向量中获得。当前时刻的实际室内温度和室内温度预测值可以表征室内温度的实际值与预测值之间的偏差，该偏差表征了对室内温度进行预测是出现的误差，该偏差可能是由于室内温度预测的固有误差，通过该偏差对后续时刻的室内温度预测值进行校正，即通过该偏差对预测室内温度向量进行校正，可以提高预测室内温度向量的准确性，进而保证所获得预测流量偏差的准确性，以提高供热的效果。

512、根据预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解预测流量偏差。

对阀门开度进行控制的目标为调节室内温度，如果预测室内温度与预期室内温度相同，根据此时的预测流量偏差对阀门开度进行控制时，可以使实际室内温度与预期室内温度更加接近，从而获得更好的供热效果，因此可以通过预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，来求解预测流量偏差，从而可以更加准确的对室内温度进行调节。

在一种可能的实现方式中，构建用于计算预测室内温度向量与预期室内温度向量之间偏差的偏差函数，通过对偏差函数进行求解获得预测流量偏差，使预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差较小。

偏差函数包括：

其中，J用于表征校正后的预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，r用于表征预期室内温度向量。

在本申请实施例中，通过构建偏差函数，计算校正后预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差二范数，将预测控制转换为二次规划问题，计算使偏差J最小时的预测流量偏差u

可选地，在对偏差函数进行求解时，可以在预测流量偏差的预设取值范围内对偏差函数进行求解，获得预测流量偏差，使预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差较小。

预先设定预测流量偏差的取值范围，在对偏差函数进行求解时，在该取值范围内确定使预测室内温度向量与预期室内温度向量偏差最小的预测流量偏差，通过控制流量偏差的取值范围，防止通过阀门输送热介质时流量抖动过大，造成供热不稳定的情况出现，而且还可以避免基于预测流量偏差将阀门开度设置到较大的水平时，影响其他区域供热效果的问题出现。

预测流量偏差的取值范围可以根据阀门流量的最大值、最小值和平衡工控下的流量来确定，比如将预测流量偏差的取值范围确定为(平衡工控下的流量-阀门流量最小值，阀门流量最大值-平衡工控下的流量)。

514、根据预测流量偏差，控制阀门的开度。

在确定出对应于当前时刻的预测流量偏差后，由于预测流量偏差包括时刻k至时刻k+N-1的流量偏差预测值，所以可以根据预测流量偏差包括的时刻k的流量偏差预测值，对阀门开度进行控制，使未来目标区域的室内温度与预期室内温度相接近。

图6是本申请实施例提供的一种室内温度预测结果的示意图。参见图6，横坐标为时间，纵坐标为室内温度偏差，当通过阀门所输送热介质的流量按照0.01至0.015的方波形式变动时，曲线Q6表征通过本申请实施例所提供方法预测出的室内温度的变化，曲线Q7表征实际室内温度的变化，可见曲线Q6和曲线Q7相接近，说明通过本申请实施例提供的方法可以较为准确地对室内温度进行调节。

本申请实施例提供的方案，当前时刻执行上述步骤确定预测流量偏差，以根据确定出的预测流量偏差控制阀门开度，随着时间的延续，滚动优化预测流量偏差，从而可以更加准确的控制阀门开度，以提高供热效果。

需要说明的是，上述各实施例中的阀门为电磁阀门，在确定出预测流量偏差后，基于预测流量偏差可以远程对电磁阀门的开度进行控制，从而可以实现实时对阀门的开度进行控制，以更加准确地调节室内温度。同时，由于不需要到现场调节阀门的开度，可以人员的劳动强度。

实施例三

图7是本申请实施例三提供的一种供热阀门开度控制装置的示意图。参见图7，本申请实施例提供的供热阀门开度控制装置70包括：

一个流量获取模块71，用于获取阀门的历史流量偏差，其中，阀门用于控制向目标区域输送热介质的流量，历史流量偏差用于表征历史上通过阀门向目标区域输送热介质时流量的变化；

一个参量获取模块72，用于获取一个响应参量，其中，响应参量用于反映历史流量偏差和预测流量偏差对目标区域未来室内温度的影响，预测流量偏差用于表征未来通过阀门向目标区域输送热介质时流量变化的预测值；

一个第一温度获取模块73，用于获取目标区域的预期室内温度；

一个偏差预测模块74，用于根据第一温度获取模块73获取到的预期室内温度、流量获取模块71获取到的历史流量偏差和参量获取模块72获取到的响应参量，确定预测流量偏差；

一个阀门控制模块75，用于根据偏差预测模块74确定出的预测流量偏差，控制阀门的开度。

在本申请实施例中，流量获取模块71可用于执行上述实施例一中的步骤202，参量获取模块72可用于执行上述实施例一中的步骤204，第一温度获取模块73可用于执行上述实施例一中的步骤206，偏差预测模块74可用于执行上述实施例一中的步骤208，阀门控制模块75可用于执行上述实施例一中的步骤210。

在一种可能的实现方式中，在图7所示供热阀门开度控制装置70的基础上，响应参量包括第一响应矩阵和第二响应矩阵，其中，第一响应矩阵用于表征历史流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数，第二响应矩阵用于表征预测流量偏差对目标区域未来室内温度的影响系数。

在一种可能的实现方式中，在图7所示供热阀门开度控制装置70的基础上，参量获取模块72用于根据目标区域的室外温度和通过阀门向目标区域所输送热介质的介质温度，从预先确定的至少两个预测序列中选择相匹配的目标预测序列，并根据目标预测序列包括的至少两个元素，构建第一响应矩阵和第二响应矩阵，以及获得包括第一响应矩阵和第二响应矩阵的响应参量，其中，预测序列包括的元素为通过阀门所输送热介质的流量变化时，目标区域的室内温度的增量。

在一种可能的实现方式中，在图7所示供热阀门开度控制装置70的基础上，参见图8所示的供热阀门开度控制装置，该供热阀门开度控制装置70还包括：一个序列获取模块76；

序列获取模块76用于对于由室外温度和介质温度定义的至少两个环境条件中的每个环境条件，均执行：

获取该环境条件对应的至少两个室温变化曲线，其中，室温变化曲线用于表征通过阀门向目标区域输送热介质的流量改变后，目标区域的室内温度增量随时间的变化，不同的室温变化曲线对应不同的流量改变；

根据各室温变化曲线，确定最优序列曲线，其中，对于任一时刻，最优序列曲线上对应于该时刻的点，与各室温变化曲线上对应于该时刻的点的距离之和最小；

按照预设的时间间隔，从最优序列曲线上采集至少两个时刻对应的室内温度增量；

将以采集到的各室内温度增量为元素的集合，确定为该环境条件对应的预测序列。

在一种可能的实现方式中，在图7所示供热阀门开度控制装置70的基础上，参见图9所示的供热阀门开度控制装置，偏差预测模块74包括：

一个构建子模块741，用于将历史流量偏差、第一响应矩阵和第二响应矩阵输入预先构建的有限脉冲响应函数，获得通过预测流量偏差表征的预测室内温度向量，其中，预测室内温度向量包括目标区域未来至少一个时刻的室内温度预测值；

一个求解子模块742，用于根据构建子模块741获得的预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，求解预测流量偏差，其中，预期室内温度向量包括每个预期室内温度所对应未来时刻的预期室内温度。

在一种可能的实现方式中，在图9所示供热阀门开度控制装置70的基础上，有限脉冲响应函数包括：

y

其中，y

H

H

u

u

在一种可能的实现方式中，在图9所示供热阀门开度控制装置70的基础上，参见图10所示的供热阀门开度控制装置，该供热阀门开度控制装置70还包括：

一个第二温度获取模块77，用于获取所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度；

一个温度校正模块78，用于根据所述第二温度获取模块77获取到的所述第k个时刻所述目标区域的实际室内温度，及所述第k个时刻所述目标区域的所述预期室内温度，通过如下第一公式对所述构建子模块(741)获取的所述预测室内温度向量进行校正；

所述第一公式包括：

y

其中，y

在一种可能的实现方式中，在图10所示供热阀门开度控制装置70的基础上，求解子模块742用于构建用于计算预测室内温度向量与预期室内温度向量之间偏差的偏差函数，并对偏差函数进行求解，获得预测流量偏差，使预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差较小；

偏差函数包括：

其中，J用于表征校正后的预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差，r用于表征预期室内温度向量。

在一种可能的实现方式中，在图10所示供热阀门开度控制装置70的基础上，求解子模块742用于在预测流量偏差的预设取值范围内，对偏差函数求解，获得预测流量偏差，使预测室内温度向量与预期室内温度向量的偏差较小。

实施例四

图11是本申请实施例四提供的另一种供热阀门开度控制装置的示意图。参见图11，本申请实施例提供的供热阀门开度控制装置110包括：至少一个存储器1101和至少一个处理器1102；

所述至少一个存储器1101，用于存储机器可读程序；

所述至少一个处理器1102，用于调用所述机器可读程序，执行上述各个实施例提供的供热阀门开度控制方法。

需要说明的是，上述供热阀门开度控制装置70/110内的各模块、子模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与前述方法实施例基于同一构思，具体内容可参见前述方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本申请还提供了一种计算机可读介质，存储用于使一计算机执行如本文的供热阀门开度控制方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本申请的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本申请进行了详细展示和说明，然而本申请不限于这些已揭示的实施例，基于上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本申请更多的实施例，这些实施例也在本申请的保护范围之内。