專利名稱：一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其中包括供給設(shè)備、消耗設(shè)備和緩沖設(shè)備在內(nèi)的多個系統(tǒng)被經(jīng)由交換設(shè)備而互相連接的資源交換系統(tǒng)的用法，更確切地說，涉及一種用來控制資源交換設(shè)備以便在每個子系統(tǒng)盡可能獨立運行的約束條件下通過控制供給設(shè)備、交換設(shè)備或消耗設(shè)備而使整個交換系統(tǒng)容易運行的裝置。
例如，如在朝倉書店出版的黑澤所著《水資源規(guī)劃》中145-146頁所指出的那樣，在日本清水供給和污水處理系統(tǒng)已經(jīng)作為諸如城、鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村之類的地方性組織的事業(yè)建立并經(jīng)營。于是，這些水系統(tǒng)目前由諸如城、鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村之類的地方性組織獨立經(jīng)營，并且由于對現(xiàn)有的裝置和收費制度的評估的差異，很難發(fā)展成一種廣大地區(qū)的經(jīng)營。
而且，正如在朝倉書店出版的黑澤所著《水資源規(guī)劃》中119頁所指出的那樣，雖然混雜有不同需水特性的中熟、早熟和晚熟作物，但因為灌溉水調(diào)節(jié)系統(tǒng)是不完善的，所以開始出現(xiàn)必須在每個分區(qū)里保證高峰需水量的問題。
而且，在冷卻水貯水箱中的冷卻水需水特性是不同的，取決于究竟需求是來自24小時工作的計算機房還是來自白天工作的工廠。
如上所述，資源交換運行目前尚不普遍，因為即使在資源的利用可以通過在子系統(tǒng)之間的資源交換而作為整體高效地進行的場合，也尚未提供交換設(shè)備或尚未建立交換方法。
該資源交換不普遍的一個原因在于交換設(shè)備本身不完善，而另一個原因在于交換方法不完善。后一個原因起源于剛好相反的原則，一方面一個子系統(tǒng)必須靠自身取得必要的資源，就是說要求盡可能少地交換資源;另一方面資源的利用可以通過更主動的交換而作為整體高效地進行，就是說要求盡可能多地交換資源。
本發(fā)明的目的在于給出一種用來控制資源交換設(shè)備裝置，該裝置雖然要遵守子系統(tǒng)必須靠自身得到必要的資源的原則，但通過主動的交換運行能夠使資源高效率地被利用。
諸特點之一，第一個特點是本發(fā)明在一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置-該裝置包括多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存該供給設(shè)備所供給的實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在該緩沖設(shè)備中的實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的緩沖設(shè)備以便在各個子系統(tǒng)之間交換資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制資源的交換量控制系統(tǒng)-中提供一個用來決定目標交換量以便在預(yù)定的時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置，及一個用來從控制該實物資源用的交換量控制系統(tǒng)向交換設(shè)備發(fā)出實物資源的目標交換量諸指令的裝置。
以及，第二個特點是在一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置-該裝置包括多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存該供給設(shè)備所供給的實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在緩沖設(shè)備中的實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的緩沖設(shè)備以便在各子系統(tǒng)之間交換與貯存在緩沖設(shè)備中的實物資源量相對應(yīng)的該資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制該資源的交換量控制系統(tǒng)-中提供一個用來決定目標供給量以便在預(yù)定的時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置，及一個用來從控制實物資源用的交換量控制系統(tǒng)向供給設(shè)備發(fā)出實物資源目標供給量指令的裝置。
以及，第三個特點是在一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置-該裝置包括多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存該供給設(shè)備所供給的實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在緩沖設(shè)備中的實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的緩沖設(shè)備以便在各子系統(tǒng)之間交換與貯存在緩沖設(shè)備中的實物資源量相對應(yīng)的該資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制該資源的交換量控制系統(tǒng)-中提供一個用來決定目標消耗量以便在預(yù)定的時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置及一個用來從控制實物資源用的交換量控制系統(tǒng)向消耗設(shè)備發(fā)出實物資源目標消耗量指令的裝置。
此外，第四個特點是在一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置-該裝置包括由多個用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存該供給設(shè)備所供給的實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在緩沖設(shè)備中的實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，以及連接于每個子系統(tǒng)的緩沖設(shè)備以便在各子系統(tǒng)之間交換與貯存在緩沖設(shè)備中實物資源量相對應(yīng)的該資源的第一交換設(shè)備-中提供一種與第一交換設(shè)備并行布置的第二交換設(shè)備及一個用來通過探則第一交換設(shè)備的交換量而向第二交換設(shè)備發(fā)出目標交換量指令的裝置。
在本發(fā)明中，問題被明確地表達為“使供給量、消耗量或交換量盡可能接近于在約束條件下的各目標值，即在預(yù)定時間內(nèi)使交換平衡小得可以忽略不計?！辈⑼ㄟ^求解該問題得到資源交換法。可以指出，通過交換資源而使交換平衡接近于小得可以忽略不計的量，子系統(tǒng)能供給自身所消耗的資源并且通過使供給、消耗或交換量接近于目標值而使交換系統(tǒng)的運行變得更容易。尤其是，通過主動地交換那些常常引起需求與供給失衡的隨機噪聲分量資源，可以獲得對隨機噪聲的抵銷效應(yīng)，從而使保持需求與供給的平衡變得較容易。
在并行設(shè)置兩個交換設(shè)備單元的場合，可以設(shè)置一個局部控制系統(tǒng)來控制各個第二交換設(shè)備，以便由第二個單元來交換第一和第二單元二者的目標交換流量與檢測到的第一單元的交換流量之差，于是，并行設(shè)置的第一和第二單元可以像一個單元似地對待并由一個控制整個交換設(shè)備系統(tǒng)的全局控制系統(tǒng)來控制，從而使整個交換控制系統(tǒng)容易控制。
圖1是表示其中交換設(shè)備被直接控制的一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖2(a)表示子系統(tǒng)1中預(yù)測實物資源消耗量的曲線圖;
圖2(b)表示子系統(tǒng)2中預(yù)測實物資源消耗量的曲線圖;
圖2(c)表示子系統(tǒng)3中預(yù)測實物資源消耗量的曲線圖;
圖3(a)表示子系統(tǒng)1中預(yù)測的和想要的實物資源供給量的曲線圖;
圖3(b)表示子系統(tǒng)2中預(yù)測的和想要的實物資源供給量的曲線圖;
圖3(c)表示子系統(tǒng)3中預(yù)測的和想要的實物資源供給量的曲線圖;
圖4(a)表示子系統(tǒng)1中目標交換量的曲線圖;
圖4(b)表示子系統(tǒng)2中目標交換量的曲線圖;
圖4(c)表示子系統(tǒng)3中目標交換量的曲線圖;
圖5(a)表示子系統(tǒng)1中目標交換量和交換量計劃的曲線圖;
圖5(b)表示子系統(tǒng)2中目標交換量和交換量計劃的曲線圖;
圖5(c)表示子系統(tǒng)3中目標交換量和交換量計劃的曲線圖;
圖6(a)表示子系統(tǒng)1中預(yù)測消耗、想要的供給及供給計劃的曲線圖;
圖6(b)表示子系統(tǒng)2中預(yù)測消耗、想要的供給及供給計劃的曲線圖;
圖6(c)表示子系統(tǒng)3中預(yù)測消耗、想要的供給及供給計劃的曲線圖;
圖7(a)表示交換設(shè)備104中目標交換量指令的曲線圖;
圖7(b)表示交換設(shè)備105中目標交換量指令的曲線圖;
圖8(a)表示子系統(tǒng)1中預(yù)測的和實際的消耗量的曲線圖;
圖8(b)表示子系統(tǒng)2中預(yù)測的和實際的消耗量的曲線圖;
圖8(c)表示子系統(tǒng)3中預(yù)測的和實際的消耗量的曲線圖;
圖9(a)表示子系統(tǒng)1中在線修正之前和之后目標交換量的曲線圖;
圖9(b)表示子系統(tǒng)2中在線修正之前和之后目標交換量的曲線圖;
圖9(c)表示子系統(tǒng)3中在線修正之前和之后目標交換量的曲線圖;
圖10(a)表示子系統(tǒng)1中計劃和目標交換量的曲線圖;
圖10(b)表示子系統(tǒng)2中計劃和目標交換量的曲線圖;
圖10(c)表示子系統(tǒng)3中計劃和目標交換量的曲線圖;
圖11(a)表示子系統(tǒng)1中老的和新的計劃交換量的曲線圖;
圖11(b)表示子系統(tǒng)2中老的和新的計劃交換量的曲線圖;
圖11(c)表示子系統(tǒng)3中老的和新的計劃交換量的曲線圖;
圖12(a)表示交換設(shè)備104中在線修正后的交換量的曲線圖;
圖12(b)表示交換設(shè)備105中在線修正后的交換量的曲線圖;
圖13是表示其中供給設(shè)備被直接控制的一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖14(a)表示子系統(tǒng)1中包括隨機噪聲分量的實物資源消耗量的曲線圖;
圖14(b)表示子系統(tǒng)2中包括隨機噪聲分量的實物資源消耗量的曲線圖;
圖14(c)表示子系統(tǒng)3中包括隨機噪聲分量的實物資源消耗量的曲線圖;
圖15是表示含有第一和第二交換設(shè)備的交換系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖16是表示由交換量控制系統(tǒng)和含有第一和第二交換設(shè)備的交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖17(a)是表示用于交換設(shè)備401的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖17(b)是表示用于交換設(shè)備402的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖18(a)是表示在晚稻栽培的一年之中日減水量變化圖;
圖18(b)是表示在中稻栽培的一年之中日減水量變化圖;
圖18(c)是表示在早稻栽培的一年之中日減水量變化圖;
圖19是表示用于水稻栽培的由交換量控制系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖20是表示用于給水排水系統(tǒng)的由交換量控制系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖21(a)是表示地區(qū)A內(nèi)電力需求變化特性示例圖;
圖21(b)是表示地區(qū)B內(nèi)電力需求變化特性示例圖;
圖22是表示用于電力供給系統(tǒng)的由交換量控制系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖23(a)是表示商用熱水需求變化特性的示例圖;
圖23(b)是表示民用熱水需求變化特性的示例圖;
圖24是表示用于熱水供給系統(tǒng)的由交換量控制系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖25(a)是表示24小時工作的計算機房冷卻水需求變化特性的示例圖;
圖25(b)是表示白天工作的工廠冷卻水需求變化特性的示例圖;
圖26是表示用于冷卻水供給系統(tǒng)的由交換量控制系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
下面根據(jù)諸實施例對照附圖解釋本發(fā)明的細節(jié)。
首先，利用圖1解釋本發(fā)明的用來控制資源交換設(shè)備的系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。一個交換系統(tǒng)100包括子系統(tǒng)101、102和103，以及交換設(shè)備104和105。雖然該交換系統(tǒng)一般來說有多個經(jīng)由交換設(shè)備互相連接的子系統(tǒng)，為便于理解，在圖1中示出一個由三個子系統(tǒng)和兩個交換設(shè)備單元組成的例子。
子系統(tǒng)101由供給設(shè)備101a、緩沖設(shè)備101b和消耗設(shè)備101c組成，子系統(tǒng)102由供給設(shè)備102a、緩沖設(shè)備102b和消耗設(shè)備102c組成。而子系統(tǒng)103由供給設(shè)備103a、緩沖設(shè)備103b和消耗設(shè)備103c組成。而且，供給設(shè)備101a向緩沖設(shè)備101b供給實物資源量101d，供給設(shè)備102a向緩沖設(shè)備102b供給實物資源量102d，而供給設(shè)備103a向緩沖設(shè)備103b供給實物資源量103d。而且，緩沖設(shè)備101b向消耗設(shè)備101c供給實物資源量101e，緩沖設(shè)備102b向消耗設(shè)備102c供給實物資源量102e，而緩沖設(shè)備103b向消耗設(shè)備103c供給實物資源量103e。
此外，交換設(shè)備104管理緩沖設(shè)備101b與102b之間的交換設(shè)備的流量104f，而交換設(shè)備105管理緩沖設(shè)備102b與103b之間的交換設(shè)備的流量105f。
在該實施例中，用一個交換量控制系統(tǒng)110來控制該交換系統(tǒng)100。該交換量控制系統(tǒng)110包括一個實物資源供給量預(yù)測部分111、一個實物資源消耗量預(yù)測部分112、一個目標交換量設(shè)定部分113、一個目標平衡設(shè)定部分114、一個交換計劃部分115及一個交換設(shè)備的流量計劃部分116。實物資源供給量預(yù)測部分111產(chǎn)生供給設(shè)備101a-103a中的實物資源供給量101d-103d的諸預(yù)測值121d-123d。實物資源消耗量預(yù)測部分112產(chǎn)生消耗設(shè)備101c-103c中的實物資源消耗量101e-103e的諸預(yù)測值121e-123e。
作為實現(xiàn)實物資源供給量預(yù)測部分111和實物資源消耗量預(yù)測部分112的一種裝置，例如，在電氣書院出版的關(guān)根所著的《電力系統(tǒng)工學(xué)》中169-197頁所提到的方法或啟發(fā)式預(yù)測方法可能適用。這些預(yù)測功能不是必不可少的，如果下文提到的目標交換量設(shè)定部分113和交換量計劃部分115不需要預(yù)測功能，那就不采用。
目標交換量設(shè)定部分113設(shè)定各子系統(tǒng)101-103的諸目標交換量131-133。目標平衡設(shè)定部分114在需要時使用各預(yù)測值121d-123d和121e-123e而在不需要時不使用它們。該目標平衡設(shè)定部分114設(shè)定預(yù)定時間內(nèi)各子系統(tǒng)101-103的交換平衡的各目標值。交換量計劃部分115在保持目標平衡141-143的約束條件下制定盡可能接近于目標交換量131-133的交換量計劃151-153。交換設(shè)備的流量計劃部分116擬定交換設(shè)備流量指令104g和105g并把它們送往各交換設(shè)備104和105。
(第一實施例)下面用具體的例子解釋本發(fā)明。首先，實物資源供應(yīng)量預(yù)測部分111產(chǎn)生供給設(shè)備101a-103a中的實物資源供給量101d-103d的預(yù)測值121d-123d。作為需要實物資源供給預(yù)測部分111的例子可舉出靠風(fēng)力發(fā)電的電力供給廠或可利用反向潮汐流的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。至于由不是一種設(shè)施而是一種自然結(jié)構(gòu)的雨水供給的水庫，則應(yīng)取得降雨量的預(yù)測。在該實施例中，假定各供給設(shè)備101a-103a可以在一定程度上自由地控制，以便總是能及時供給資源。根據(jù)這項假定，實物資源供給量預(yù)測部分111被棄置不用。
實物資源消耗量預(yù)測部分112產(chǎn)生實物資源消耗設(shè)備101c-103c中實物資源消耗量101e-103e的預(yù)測值121e-123e。作為需要實物資源消耗量預(yù)測部分112的例子，可舉出冷卻水或電力的消耗量預(yù)測。于是，假定該實物資源消耗被實物資源消耗預(yù)測部分112預(yù)測成如圖2(a)-2(c)所示。
該目標交換量設(shè)定部分113設(shè)定各子系統(tǒng)101-103的各目標交換量131-133。設(shè)定每個目標交換量時僅考慮每個子系統(tǒng)各自的便利而不管諸如“交換是從那個子系統(tǒng)發(fā)出的？”或“使用哪個交換設(shè)備？”之類的條件。于是，假定實物資源供給量101d-103d，為了供給設(shè)備101a-103a的方便起見，并不及時改變而且最好希望被弄成如圖3(a)-3(c)中實線161-163所示。此外，假定緩沖設(shè)備101b-103b的各容量很小并且要求它們在每個時刻和在每個子系統(tǒng)中都保持消耗與供給之間的平衡。該假定適用于一個供熱系統(tǒng)中的鍋爐難以迅速改變而其熱水貯存箱的容量又小的場合。
考慮到上述假定，目標交換量設(shè)定部分113，按照圖3(a)-3(c)中所示的實線161-163與虛線121e-123e之間的差異在每個時刻和在每個子系統(tǒng)中都被交換所覆蓋的策略，設(shè)定各子系統(tǒng)的各目標交換量，如圖4(a)-4(c)中曲線131-133所示。下述未用于該實施例的諸方法也可用作被目標交換量設(shè)定部分113所采用的一種方法。一個方法是，如果由于供給設(shè)備101a-103a的能力限制而使各供給量101d-103d不能迅速改變的話，則僅把從預(yù)測值121e-123e中提取的各緩慢變化分量設(shè)定為目標交換量131-133。作為這樣一種方法，可以作為例子舉出在日本理光出版會出版的竹村所著的《系統(tǒng)技術(shù)手冊》中384-386頁所描述的移動平均法或指數(shù)平滑法。另一種方法是由人憑化的經(jīng)驗作出綜合判斷來啟發(fā)式地決定目標交換量131-133的方法。
該目標平衡設(shè)定部分114設(shè)定子系統(tǒng)101-103中交換平衡的各目標值141-143。在該實施例中該預(yù)定時間相當(dāng)于諸曲線圖中從第一時刻到第四時刻的時間間隔。在該實施例中，按照每個子系統(tǒng)供給它自身所消耗的資源的策略，把各目標平衡141-143設(shè)定為零。這樣一種策略可用于當(dāng)帶有一個供熱系統(tǒng)的三座大樓分由不同的公司管理并配備了用來在大樓之間交換熱水的帶有泵的管道時，希望把每日的熱水平衡設(shè)定為O的場合。于是，雖然在運用本發(fā)明時一般不一定對所有的子系統(tǒng)都設(shè)定目標平衡，但是在該實施例中對所有三個子系統(tǒng)都設(shè)定了目標平衡141-143。
該交換量計劃部分115在保持目標平衡141-143的約束下擬定盡可能接近于目標交換量131-133的交換量計劃151-153。該交換量計劃是用來決定需要在各子系統(tǒng)之間交換的實物資源量的計劃。這時，在交換量計劃中尚未決定一個子系統(tǒng)向或從哪個系統(tǒng)發(fā)送或接收實物資源。該實施例運用下述方法。就是說，把交換量計劃問題明確地表達為以下的方程組1并把方程組1的解用作該交換量計劃151-153。
方程組1問題是要獲得使性能函數(shù)最小的Xij(i＝1-T，j＝1-N)。
性能函數(shù)Σj=1NΣi=1T(Xij-Aij)2---(1)]]>以及，第一約束Σj=1NXij=0(i=1-T)---(2)]]>第二約束Σj=1NXij=Bj(j=1-N)---(3)]]>式中N子系統(tǒng)數(shù)(三個子系統(tǒng))T預(yù)定時間(四個時刻)Xij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的交換量計劃(151-153)Aij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的目標交換量(131-133)Bj第j個子系統(tǒng)的目標平衡(皆為0)方程組1的問題可用日本理光出版會的竹村所著的《系統(tǒng)技術(shù)手冊》中244-248頁所述的待定因子拉格朗日法來求解。在該方程組中，性能函數(shù)代表應(yīng)使交換量151-153盡可能接近目標交換量131-133這一要求。而且，第一約束相當(dāng)于基爾霍夫定律。第二約束是使子系統(tǒng)101-103中的交換量計劃151-153的平衡符合該目標平衡的約束。
于是，得到方程組1的解，即如圖5(a)-5(c)所示的交換量計劃151-153。圖5(a)-5(c)表明，得到了接近于目標交換量131-133的交換量計劃151-153。在實物交換系統(tǒng)是設(shè)置在多座大樓中的多個供熱系統(tǒng)的場合，各解對應(yīng)著各大樓之間交換熱水的計劃值。在該計劃值里雖然尚未規(guī)定向或從哪座大樓交換熱水，但由于考慮了基爾霍夫定律，整個樓群中交換資源的平衡是有保證的。作為參考，在執(zhí)行交換量計劃151-153時得到的每個供給量用圖6(a)-6(c)中各實線171-173表示，而且它們接近于各想要的供給量161-163?？紤]到如果不進行交換的話應(yīng)向消耗設(shè)備供給預(yù)測消耗量121e-123e這一事實，可以清楚地理解交換的影響。下文里，該值171-173稱為計劃供給量。
交換設(shè)備的流量計劃部分116擬定交換設(shè)備流量指令104g和105g以便交換設(shè)備104和105執(zhí)行上面提到的交換量計劃151-153，就是說，它決定每個要在一對子系統(tǒng)之間交換的實物資源量。該實施例用下述方法作為用于交換設(shè)備流量計劃部分116的解題方法。就是說，交換設(shè)備流量計劃問題被明確表達為下列方程組2并把方程組2的解用作交換設(shè)備流量計劃104g和105g。
方程組2問題是要獲得使性能函數(shù)最小的Yijk(i＝1-T，j＝1-N，k＝1-N)。
性能函數(shù)Σj=1NΣk=1NΣi=1TYijk2---(4)]]>以及，
第一約束(i＝1-T，j＝1-N)…(5)第二約束Yijk＝-Yijk(i＝1-T，j＝1-N，k＝1-N)…(6)第三約束Yijk＝0(7)(如果沒有直接連接第j個子系統(tǒng)和第k個子系統(tǒng)的交換設(shè)備的話)式中N子系統(tǒng)數(shù)(三個子系統(tǒng))T預(yù)定時間(四個時刻)Xij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的交換量計劃(151-153)Yijk為在第i時刻交換資源從第j個子系統(tǒng)向第k個子系統(tǒng)而對交換設(shè)備發(fā)出的交換設(shè)備流量指令(104g，105g)方程組2的問題像方程組1一樣，也可以用日本理光出版會出版的竹村所著的《系統(tǒng)技術(shù)手冊》中244-248頁所述的待定因子拉格朗日法來求解。在方程組2中，性能函數(shù)代表交換設(shè)備流量指令104g和105g應(yīng)盡可能小這一要求。第一約束是為了使每個交換設(shè)備流量之和符合子系統(tǒng)101-103中的各交換量計劃151-153而設(shè)的。第二約束是為了在考慮各交換設(shè)備流的方向時保持物理一致性而設(shè)的。第三約束表示控制指令當(dāng)然不能向不存在的交換設(shè)備發(fā)出。如果交換系統(tǒng)不包含環(huán)形結(jié)構(gòu)，則僅從這些約束即可唯一地得到由方程組2給出的問題的解。由于圖1所示的結(jié)構(gòu)不包含環(huán)形結(jié)構(gòu)，故僅從約束即可唯一地得到交換設(shè)備流量指令104a和105g，其結(jié)果如圖7(a)和7(b)所示。在交換系統(tǒng)是用于由帶泵的管道互相連接的多座大樓的總供熱系統(tǒng)的場合，則要在帶泵的管道中流動的熱水由上述解給出。為了使像Xij之類的帶下標的參數(shù)與像151-153之類的數(shù)字之間的關(guān)系更明確，把Aij方面的關(guān)系匯總描述于表1，Bj方面的關(guān)系匯總描述于表2，Xij方面的關(guān)系匯總描述于表3而Yijk方面的關(guān)系匯總描述于表4。而且，第二約束和第二約束的諸關(guān)系是明顯的，故省略。
表 1 目標 交換 量 Aij
<p>表 2 目標 平衡 Bj
表 3 交換量計劃
<p>4 交換設(shè)備流量指令 Yijk(Yijk:為了使資源從第j個子系統(tǒng)流向第k個子系統(tǒng)而對交換設(shè)備發(fā)出的交換設(shè)備流量指令)<
>該方程組的第二約束是關(guān)于計劃交換量的總和的約束，如果交換量的特性隨時間而不同的話，則該總和可以用量Xij乘以加權(quán)因子得出。在該情況下，上述方法也可用來求解問題。
方程組1和2中的性能函數(shù)可以自由設(shè)定，而如果該問題不能用解析方法求解的話，則用巖波書店出版的西川所著的《最優(yōu)化》中61-67頁所述的非線性優(yōu)化法求解。
上述實施例是個例子，其中先預(yù)測實物資源消耗的預(yù)測值121e-123e，然后把交換設(shè)備流量指令104g和105g計劃成與預(yù)測值121e-123e相符合。此過程也適用于這樣的場合，即先預(yù)測實物資源供給的預(yù)測值121d-123d，然后把交換設(shè)備流量指令104g和105g計劃成與預(yù)測值121d-123d相符合。
如上所述，有可能把供給量平滑成如圖6(a)-6(c)中曲線所示并且每個子系統(tǒng)都能得到這樣的交換設(shè)備流量，即該子系統(tǒng)靠自身供給它的消耗量變化。
(第二實施例)此實施例是一個例子，即雖然在第一實施例中所提供的計劃被執(zhí)行到時刻2，但由于實際實物資源消耗量201e-203e與預(yù)測實物資源消耗量121e-123e之間的差別被擴大，故需要修正計劃。
在圖8(a)-8(c)中，表示了直到時刻2的實際實物資源消耗量201e-203e。就是說，在時刻2，在子系統(tǒng)101中實際結(jié)果比預(yù)測值高40，在第2子系統(tǒng)中實際結(jié)果比預(yù)測值高20，和在第3子系統(tǒng)中實際結(jié)果比預(yù)測值低20。于是，假定實物資源供給量101d-103d和交換設(shè)備流量104f與105f分別依次從計劃供給量171-173和交換設(shè)備流量指令104g與105g。在此情況下，通過增加或減少臨時貯存在緩沖設(shè)備101b-103b中的資源來補償實際實物資源消耗量201e-203e與預(yù)測實物資源消耗量121e-123e之間的差額。在每個緩沖設(shè)備的容量不大的場合，由于不希望增加或減少臨時貯存在緩沖設(shè)備中的資源，需要在時刻3和時刻4把每個緩沖設(shè)備的量恢復(fù)到各原始量。于是，目標交換量設(shè)定部分113把每個目標交換量分別設(shè)定成圖9(a)-9(c)中所示的實線211-213。目標交換量211-213被修正成在時刻3僅修正實際結(jié)果與預(yù)測值之間的差異而在時刻4保留交換設(shè)備流量指令104g和105g剛好與以前一樣。
該目標平衡設(shè)定部分114在時刻3到時刻4期間修正各目標平衡。為了使時刻1到時刻4期間的目標平衡為零，需要在時刻3到時刻4期間設(shè)定如圖9(a)-9(c)和表5所示的目標平衡。設(shè)定目標交換量和表5所示目標平衡的目的是要恢復(fù)緩沖設(shè)備的臨時貯存資源，正象它們在時刻1到時刻4期間使總交換量為零的約束下的情況一樣。
表5 目標平衡bj
該交換量計劃部分在保持目標平衡的約束下擬定盡可能接近于目標交換量211-213的交換量計劃221-223。在此實施例中像第一實施例一樣也把解用作交換量計劃221-223。
方程組3問題是要獲得使性能函數(shù)最小的Xij(i＝3-T，j＝1-N)。
性能函數(shù)Σj=1NΣi=3T(Xij-aij)2---(8)]]>以及，第一約束Σj=1NXij=0(i=3-T)---(9)]]>
第二約束Σi=3TXij=bj(j=1-N)---(10)]]>式中N子系統(tǒng)數(shù)(三個子系統(tǒng))T預(yù)定時間(四個時刻)Xij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的交換量計劃(221-223)aij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的目標交換量(211-213)bj第j個子系統(tǒng)的目標平衡(如表5所示)通過求解由方程組3所給出的問題，得到交換量計劃221-223，如圖10(a)-10(c)所示。新得到的交換量計劃221-223和原始的交換量計劃131-133都示于圖11(a)-11(c)中，這些圖僅表示交換量計劃151-153在時刻3和時刻4的計劃。在把圖11(a)中所示的修正后的新交換量計劃221與原始的老交換量計劃231相比較時可以看到，支出交換量221在時刻3減少而支出交換量221在時刻4增加。支出交換量在時刻3減少是因為系統(tǒng)在時刻2消耗了超過預(yù)測量的臨時貯存資源，需要在時刻3減少支出資源來不減少臨時貯存在緩沖設(shè)備中的資源。支出交換量在時刻4增加是因為支出量在時刻3減少，為使交換平衡為零而需要增加支出交換量。圖11(b)和11(c)中所示的其他曲線的趨勢表明，正如系統(tǒng)行為的以上分析所示，交換計劃的修正是合理的。
用于執(zhí)行修正的交換量計劃221-223的交換設(shè)備流量指令204g和205g示于圖12(a)和12(b)。
按照上述實施例，有可能通過考慮實際結(jié)果與預(yù)測消耗之間的差異而修正交換量并合理地調(diào)整這些交換量。
(第三實施例)通過向供給設(shè)備101a-103a發(fā)出供給量指令101h-103h來控制交換設(shè)備流量104f和105f的這樣一個系統(tǒng)的構(gòu)成如圖13中所示。假定交換量計劃像在第一實施例中一樣地獲得，則問題被定義為擬定供給量計劃101h-103h以實現(xiàn)圖5(a)-5(c)中所示的計劃。數(shù)字301-303表示貯存在緩沖設(shè)備101b-103b中的實物資源。并且，預(yù)先假定子系統(tǒng)101-103的交換量311-313由下式?jīng)Q定。
fi=-Si+(Σm=1N(Sm-dm)/N)---(11)]]>式中N子系統(tǒng)數(shù)fi第i個子系統(tǒng)的交換量(+平均收入)Si來自第i個子系統(tǒng)的供給設(shè)備的供給量di第i個子系統(tǒng)的消耗設(shè)備的消耗量把獲得供給量指令的問題明確地表達為方程組4，并且把問題的解用作供給量指令101h-103h。
方程組4問題是要獲得使性能函數(shù)最小的Xij(i＝1-T，j＝1-N)。
性能函數(shù)Σj=1NΣi=1T(Sij-dij)2(sij-dij)2---(12)]]>以及，
約束Xij=-Sij+(Σn=1N(Sim-dim)/N)(i=1-T)---(13)]]>式中，N子系統(tǒng)數(shù)(三個子系統(tǒng))T預(yù)定時間(四個時刻)Xij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的交換量計劃(151-153)Sij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的供給量(101h-103h)dij第j個子系統(tǒng)在第i時刻的消耗量(121e-123e)方程組4的問題可用待定因子的拉格朗日法解析求解;如果該問題不能用解析方法求解的話，則用巖波書店出版的西川所著的《最優(yōu)化》中61-67頁所述的非線性優(yōu)化法求解。
通過運用上述實施例，有可能把供應(yīng)量控制得使每個子系統(tǒng)的交換平衡都為零。
在下文，本發(fā)明處理其消耗量的改變?nèi)鐖D2(a)-2(c)中曲線121e-123e所示的情況。即使隨機噪聲分量疊加于圖2中曲線121e-123e所示的消耗量時，就是說，即使消耗量的變化如圖14(a)-14(c)中曲線121e-123e所示時，上面所得到的解也適用，因為隨機噪聲的正負分量在一定的長時間互相抵銷，所以隨機噪聲分量不影響交換平衡。因而，實物資源供給預(yù)測部分111和消耗預(yù)測部分112僅需要預(yù)測從其中扣除了隨機噪聲分量的供給量或消耗量的趨勢。
(第四實施例)在如圖15所示的實施例中，與可能不被交換設(shè)備流量指令直接控制的第一交換設(shè)備106和107并行設(shè)置了用來通過接收交換設(shè)備流量指令以控制交換量的第二交換設(shè)備108和109。
提供下述方法。第一交換設(shè)備106和第二交換設(shè)備108被當(dāng)成一個交換設(shè)備組401來對待，而第一交換設(shè)備107和第二交換設(shè)備109被當(dāng)成另一個交換設(shè)備組402來對待。在這種情況下，如圖16中所示，通過把交換設(shè)備組401和402中的每一個當(dāng)成一個交換設(shè)備單元來對待，則該交換系統(tǒng)可以像在第一和第二實施例中一樣工作。以及，交換設(shè)備組401和402具有如圖17(a)和17(b)中所示的結(jié)構(gòu)，并且它們當(dāng)中的每一個都需要把交換設(shè)備流量指令與第一交換設(shè)備的交換設(shè)備流量之差分攤給第二交換設(shè)備。如圖17(a)和17(b)所示，一個用于第二交換設(shè)備的控制單元411接收交換設(shè)備流量指令401g，探測第一交換設(shè)備流量106f，和把交換設(shè)備流量指令401g與第一交換設(shè)備流量106f之差作為第二交換設(shè)備流量指令108g發(fā)出。一個用于另一個第二交換設(shè)備的控制單元412像用于第二交換設(shè)備的控制單元411一樣工作。在不需要使交換平衡符合目標平衡的場合，交換量控制系統(tǒng)并不始終用于計劃交換設(shè)備流量指令401g和402g。在這種場合，如果每個交換設(shè)備僅有如圖17(a)和17(b)所示的結(jié)構(gòu)，則可根據(jù)任意的交換設(shè)備流量指令401g或402g來控制每個交換設(shè)備。
按照上述實施例，即使不能直接控制原始交換量，也有可能通過使用交換設(shè)備流量指令來控制交換流量。
如果探測到的第一交換設(shè)備流量106f包括隨機噪聲分量，則通過扣除隨機噪聲分量而得到第二交換設(shè)備流量指令108g。其原因之一是隨機噪聲的正負分量在一定的長時間內(nèi)互相抵銷，所以隨機噪聲分量不影響交換平衡。另一個原因隨著由許多子系統(tǒng)組成的交換數(shù)量變得更大，在多個子系統(tǒng)中隨機噪聲的影響在一段時間內(nèi)更加互相抵銷。這種影響，舉例來說，在電氣書院出版的關(guān)根所著《電力系統(tǒng)工學(xué)》中49頁有描述。
(第五實施例)如在朝倉書店出版的黑澤所著《水資源規(guī)劃》中118-120頁所述，在水稻栽培中，由于有必要調(diào)整栽培水稻的和在水稻栽培之前或之后栽培的其他盈利性農(nóng)作物的栽培時間，所以有時進行早稻或晚稻栽培中。在晚稻、中稻和早稻栽培中，每日減水量(需水量)季節(jié)圖形是各不相同的，如圖18(a)-18(c)中所示。如果降雨量季節(jié)圖形與每日減水量季節(jié)圖形相適應(yīng)，則不會出現(xiàn)什么問題。然而，并不總會出現(xiàn)這種情況。晚稻、中稻和早稻栽培的選擇受當(dāng)前條件下降雨量季節(jié)圖形的限制。
在本發(fā)明的這一應(yīng)用領(lǐng)域中，如圖19所示，降雨量501d-503d被當(dāng)成實物資源供給量來對待，每日減水量501e-503e被當(dāng)成實物資源消耗量來對待，而水庫501b-503b被當(dāng)成每個區(qū)段501-503中的緩沖設(shè)備來對待。在這些條件下，有可能在蓄水的水庫之間設(shè)備帶泵的交換設(shè)備504和505并建立本發(fā)明的交換設(shè)備控制系統(tǒng)，從而放寬在選擇晚稻、中稻和早稻栽培方面的約束。
在運用此實施例時，可以根據(jù)預(yù)測的每日減水量501e-503e，或者預(yù)測的與探測到的每日減水量501e-503e之差來完成交換計劃。
(第六實施例)近來，一個城市已分成工作區(qū)和生活區(qū)，正像生活區(qū)的環(huán)形開發(fā)現(xiàn)象的例子所表現(xiàn)的那樣。至于說到給水排水系統(tǒng)中的需水量，在工作區(qū)里白天需求量大，而與此相反，生活區(qū)里夜間需求量大。然而，由于許多城、鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村單獨經(jīng)營它們的清水和污水系統(tǒng)，上述白天和夜間的需求變化在目前的情況下是由每個城、鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村單獨地應(yīng)付的。為了保持足夠的水壓，這些需求變化是不希望的。
在清水和污水系統(tǒng)中，如圖20所示，各個城、鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的進水量601d-603d被當(dāng)成實物資源供給量來對待，其供水量601e-603e被當(dāng)成實物資源消耗量來對待，其凈化床601b-603b被當(dāng)成緩沖設(shè)備來對待。在這些條件下，有可能在城、鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的凈化床之間設(shè)置帶泵的交換設(shè)備604和605并建立一個本發(fā)明的交換設(shè)備控制系統(tǒng)，從而很容易保持足夠的水壓。必須用水費給交換量加權(quán)來對交換量計價，因為在每個城、鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村里水費是不同的。
在運用此實施例時，可以根據(jù)預(yù)測的清水需水量，或者預(yù)測的與探測到的清水需水量之差來完成交換計劃。
(第七實施例)
至于電力供給方面，每個地區(qū)的需求變化圖形是不同的，如圖21(a)和21(b)中所示。可以根據(jù)頻率偏移探測出供給與需求的失衡。就是說，可以根據(jù)頻率偏移來預(yù)測出電力需求。于是，如圖22所示，發(fā)電機出力901d-903d被當(dāng)成實物資源供給量對待，電力需求901e-903e被當(dāng)成實物資源消耗對待，而電力系統(tǒng)901b-903b被當(dāng)成緩沖設(shè)備對待。在這些條件下，有可能在地區(qū)電力系統(tǒng)之間設(shè)置交直流互聯(lián)系統(tǒng)904和905并組成一個本發(fā)明的交換設(shè)備控制系統(tǒng)以便平滑需求變化并很容易地運行電力系統(tǒng)。在這樣一種控制系統(tǒng)中，如在第四實施例中的解釋的那樣，可望按照原樣交換其需求的隨機噪聲分量，從而在地區(qū)之間消除隨機噪聲分量。
在運用此實施例時，可以根據(jù)預(yù)測的電力需求，或者預(yù)測的與探測到的電力需求之差來完成交換計劃。
(第八實施例)在熱水供給系統(tǒng)中，如圖23(a)-23(b)所示，需求圖形取決于是商業(yè)用還是生活用。假定與中央大樓毗鄰一側(cè)有座商業(yè)大樓而另一側(cè)有座住宅大樓，而且每座大樓都有個熱水供給設(shè)備。于是，如圖24所示，熱水供給量701d-703d被當(dāng)作實物資源供給量來對待，熱水需求量701e-703e被當(dāng)作實物資源消耗量來對待，而熱水貯水箱701b-703b被當(dāng)作緩沖設(shè)備來對待。在這些條件下，有可能在各大樓的熱水貯水箱之間設(shè)置交換設(shè)備704和705并組成一個本發(fā)明的交換設(shè)備控制系統(tǒng)以便平滑需求變化并很容易地運行熱水供給設(shè)備系統(tǒng)。
在運用此實施例時，可以根據(jù)預(yù)測熱水需求，或者預(yù)測的與探測到的熱水需求之差來完成交換計劃。
(第九實施例)在一個冷卻水供給系統(tǒng)中，如圖25(a)和25(b)所示，需求變化圖形取決于例如是一個24小時工作的計算機房還是一個白天工作的工廠。根據(jù)冷卻水使用后的溫度可以探測出對冷卻水的需求。如果溫度高則需求大，反之則小。
于是，如圖26所示，冷卻水輸出801d-803d被當(dāng)成實物資源供給量來對待，對冷卻水的需求801e-803e被當(dāng)成實物資源消耗量來對待，而冷卻水貯水箱801b-803b被當(dāng)成緩沖設(shè)備來對待。在這些條件下，有可能在各建筑物的冷卻水貯水箱之間設(shè)置交換設(shè)備804和805并組成一個本發(fā)明的交換設(shè)備控制系統(tǒng)，以便平滑需求變化并很容易地運行冷卻水供給設(shè)備系統(tǒng)。
在冷卻水貯水箱沒有很大的容量儲備的場合，最好使用過的冷卻水的收入量符合要用的冷卻水的支出量。為此目的，最好并行設(shè)置兩個交換設(shè)備以便供給兩種不同的溫度的冷卻水。
在運用此實施例時，可以根據(jù)預(yù)測的冷卻水需求，或者預(yù)測的與探測到的冷卻水需求之差來完成交換計劃。
雖然在上面解釋的實施例中只提到控制供給設(shè)置或交換設(shè)備的情況，但本發(fā)明也可用于控制消耗設(shè)備的情況。
如上所述，按照本發(fā)明，有可能通過交換資源使每個子系統(tǒng)能供給被該子系統(tǒng)自身所消耗的資源量，從而交換平衡小得可以忽略不計，而且作為整個的系統(tǒng)可使需求變化平滑。
權(quán)利要求
1.一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置，包含多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存由所述供給設(shè)備所供給的所述實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的所述緩沖設(shè)備以便在所述諸子系統(tǒng)之間交換所述實物資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制所述實物資源的交換量控制系統(tǒng)，所述用來控制資源交換設(shè)備的裝置包括一個用來決定目標交換量以便在預(yù)定時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置；以及一個用來從控制所述實物資源用的所述交換量控制系統(tǒng)向所述交換設(shè)備，發(fā)出所述實物資源的所述目標交換量的諸指令的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括一個實物資源供給量預(yù)測部分，以預(yù)測從所述供給設(shè)備向所述緩沖設(shè)備供應(yīng)的實物資源的供應(yīng)數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中根據(jù)實際供給的實物資源量與由所述實物資源供給量預(yù)測部分所預(yù)測的實物資源供給量之差，重新計劃所述目標平衡和所述目標交換量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括一個實物資源消耗量預(yù)測部分，以便預(yù)測從所述緩沖設(shè)備向所述消耗設(shè)備供給的實物資源消耗量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中根據(jù)實際消耗的實物資源量與由所述實物資源消耗量預(yù)測部分所預(yù)測的實物資源消耗量之差，重新計劃所述目標平衡和所述目標交換量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括一個用來預(yù)測從所述供給設(shè)備向所述緩沖設(shè)備供給的實物資源的實物資源供給量預(yù)測部分，和一個用來預(yù)測從所述緩沖設(shè)備向所述消耗設(shè)備供給的實物資源的實物資源消耗量預(yù)測部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中根據(jù)實際供給的實物資源量與由所述實物資源供給量預(yù)測部分所預(yù)測的實物資源供給量之差，及實際消耗的實物資源量與由所述實物資源消耗量預(yù)測部分所預(yù)測的實物資源消耗量之差，重新計劃所述目標平衡和所述目標交換量。
8.一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置，包含多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存由所述供給設(shè)備所供給的所述實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述實物資源的消耗設(shè)置組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的所述緩沖設(shè)備以便在所述諸子系統(tǒng)之間交換與貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述諸實物資源量相對應(yīng)的所述實物資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制所述實物資源的交換量控制系統(tǒng)，所述用來控制資源交換設(shè)備的裝置包括一個用來決定目標供給量以便在預(yù)定時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置;以及一個用來從控制所述實物資源用的所述交換量控制系統(tǒng)向所述供給設(shè)備，發(fā)出所述實物資源的所述目標供給量的諸指令的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括一個用來預(yù)測從所述緩沖設(shè)備供給所述消耗設(shè)備的實物資源消耗量的實物資源消耗量預(yù)測部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中所述實物資源消耗量預(yù)測部分，通過從所述實物資源消耗量中減去其平衡在預(yù)定時間內(nèi)變成小得可以忽略不計的諸分量，來預(yù)測所述諸實物資源消耗量。
11.一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置，包含多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存由所述供給設(shè)備所供給的所述實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，連接于每個子系統(tǒng)的所述緩沖設(shè)備以便在所述諸子系統(tǒng)之間交換與貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述諸實物資源量相對應(yīng)的所述實物資源的交換設(shè)備，以及一個用來控制所述實物資源的交換量控制系統(tǒng)，所述用來控制資源交換設(shè)備的裝置包括一個用來決定目標消耗量，以便在預(yù)定時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置;以及一個用來從控制所述實物資源用的所述交換量控制系統(tǒng)向所述消耗設(shè)備，發(fā)出所述實物資源的所述目標消耗量的諸指令的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括一個用來預(yù)測從所述供給設(shè)備供給所述緩沖設(shè)置的實物資源供給量的實物資源供給量預(yù)測部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中所述實物資源供給量預(yù)測部分通過從所述實物資源供給量中減去其平衡在預(yù)定時間內(nèi)變成小得可以忽略不計的諸分量，來預(yù)測所述實物資源供給量。
14.一種用來控制資源交換設(shè)備的裝置，包含多個由用來供給實物資源的供給設(shè)備、用來臨時貯存由所述供給設(shè)備所供給的所述實物資源的緩沖設(shè)備及用來消耗臨時貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述實物資源的消耗設(shè)備組成的子系統(tǒng)，以及連接于每個子系統(tǒng)的所述緩沖設(shè)備以便在所述諸子系統(tǒng)之間交換與貯存在所述緩沖設(shè)備中的所述諸實物資源量相對應(yīng)的所述實物資源的第一交換設(shè)備，所述用來控制資源交換設(shè)備的裝置包括與所述第一交換設(shè)備并行布置的第二交換設(shè)備;以及用來通過探測所述第一交換設(shè)備的諸交換量而向所述第二交換設(shè)備發(fā)出諸目標交換量指令的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，進一步包括用來決定目標交換量以便在預(yù)定時間內(nèi)使每個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合目標平衡的裝置;以及用來把所述第一交換設(shè)備的所述諸目標交換量與所述諸探測到的交換量之差作為所述諸目標交換量的諸指令向所述第二交換設(shè)備發(fā)出的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用來控制資源交換設(shè)備的裝置，其中把所述諸探測到的所述第一交換設(shè)備的交換量分解成多個交換量分量，并把其平衡在預(yù)定時間內(nèi)變成小得可忽略不計的一個分量定義為所述多個交換量分量中的一個可接受的分量，以及把從其中減去了所述可接受的分量的所述第一交換設(shè)備的所述諸檢測到的交換量與所述諸目標交換量的差，作為所述諸目標交換量的諸指令被發(fā)送給所述第二交換設(shè)備。
全文摘要
用交換設(shè)備把帶有供給設(shè)備、緩沖設(shè)備及消耗設(shè)備的諸子系統(tǒng)互相連接起來。用輸出到該交換設(shè)備的對實物資源的諸交換設(shè)備流量的諸指令來控制諸交換設(shè)備流量。一個交換量控制系統(tǒng)具有決定諸交換設(shè)備流量的功能，以便在預(yù)定時間內(nèi)使一個子系統(tǒng)中實物資源的供給與消耗之間的平衡符合預(yù)先設(shè)定的目標平衡。
文檔編號G06Q50/00GK1104781SQ9410550
公開日1995年7月5日 申請日期1994年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月14日
發(fā)明者原田泰志, 田村滋, 工藤博之, 諸岡泰男, 下田誠 申請人:株式會社日立制作所