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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司申請的專利一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法及所用系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN111880431B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-19發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202010563919.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B17/02；該發(fā)明授權(quán)一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法及所用系統(tǒng)是由王浩正;韓冠宇;馮宇;陸露設(shè)計研發(fā)完成，并于2020-06-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法及所用系統(tǒng)在說明書摘要公布了：一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法，包括以下步驟：解析在線機(jī)理模型，構(gòu)建排水系統(tǒng)在線機(jī)理模型；簡化在線機(jī)理模型；構(gòu)建離線仿真概化模型；校正模型參數(shù)；建立設(shè)施間邏輯關(guān)系；建立通訊指令關(guān)系；建立降雨過程；建立系統(tǒng)邊界條件和控制目標(biāo)；確定優(yōu)化控制方法；在線機(jī)理模型、簡化在線機(jī)理模型和離線仿真概化模型耦合；進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度實時仿真模擬；數(shù)據(jù)分析展示。本發(fā)明旨在建立一個融合SWMM引擎的算法集成、適用性強(qiáng)、控制策略豐富的仿真平臺，從而實現(xiàn)城市廠網(wǎng)河全要素、全時域、多目標(biāo)的高效實時模擬和優(yōu)化控制。

本發(fā)明授權(quán)一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法及所用系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種綜合性的城市排水系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度實時仿真控制方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1：解析在線機(jī)理模型，構(gòu)建排水系統(tǒng)在線機(jī)理模型； 步驟2：簡化在線機(jī)理模型； 步驟3：構(gòu)建離線仿真概化模型； 步驟4：校正模型參數(shù)； 步驟5：建立設(shè)施間邏輯關(guān)系； 步驟6：建立通訊指令關(guān)系； 步驟7：建立降雨過程； 步驟8：建立系統(tǒng)邊界條件和控制目標(biāo)； 步驟9：確定優(yōu)化控制方法； 步驟10：在線機(jī)理模型、簡化在線機(jī)理模型和離線仿真概化模型耦合； 步驟11：進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度實時仿真模擬； 步驟12：數(shù)據(jù)分析展示； 所述步驟1包括以下步驟： ①在線機(jī)理模型文件.inp的調(diào)用和運(yùn)行； ②模擬過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)的整理分析； ③將各重要節(jié)點(diǎn)的水量、水位和水質(zhì)信息以時間序列的方式導(dǎo)出，作為邊界條件和校正參考用于后續(xù)仿真控制步驟； 所述步驟2簡化在線機(jī)理模型的方法是：首先對模型設(shè)施進(jìn)行簡化，然后對模型進(jìn)行線性化處理，即利用基于質(zhì)量守恒的Muskingum模型，使用徑流系數(shù)R，子段數(shù)N，傳輸時長K和權(quán)重系數(shù)X對匯水區(qū)、管道和河道模型進(jìn)行定義，將機(jī)理模型中復(fù)雜的非線性物理關(guān)系，轉(zhuǎn)化為包含上述參數(shù)的線性關(guān)系，最后利用線性擬合的方法，對設(shè)施的過程曲線進(jìn)行線性化處理； 所述步驟3構(gòu)建離線仿真概化模型的方法是：以在線機(jī)理模型設(shè)施為基礎(chǔ)，構(gòu)建離線仿真概化模型，包含在線機(jī)理模型全部設(shè)施種類； 所述步驟4校正模型參數(shù)包括： ①在線機(jī)理模型的參數(shù)率定； ②簡化在線機(jī)理模型的參數(shù)率定； ③離線仿真概化模型中各模塊的設(shè)定參數(shù)校正； 所述步驟5建立設(shè)施間邏輯關(guān)系的方法是：所建模塊間的邏輯規(guī)則，包括進(jìn)出水流量關(guān)系，最大進(jìn)排水能力與流量關(guān)系； 所述步驟6建立通訊指令關(guān)系具體包括：各設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)上傳關(guān)系、中央控制器的指令下達(dá)關(guān)系、局部控制器的指令下達(dá)關(guān)系、無線信號模擬和外部指令接入模擬； 所述步驟7降雨過程建立具體包括：外部降雨文件的調(diào)用、典型雨型數(shù)據(jù)庫調(diào)用和給定公式生成降雨； 所述步驟8建立系統(tǒng)邊界條件和控制目標(biāo)具體包括：系統(tǒng)的邏輯規(guī)則、系統(tǒng)的邊界條件和系統(tǒng)的聯(lián)合控制目標(biāo)，即包括廠網(wǎng)河系統(tǒng)的溢流，內(nèi)澇和水質(zhì)目標(biāo)； 所述步驟9確定的優(yōu)化控制方法具體包括： ①基于優(yōu)化算法的控制規(guī)則及參數(shù)確定：選定受控設(shè)施、選定監(jiān)測位置及所需監(jiān)測的運(yùn)行時間、水質(zhì)、水位和流量信息、選定優(yōu)化算法及調(diào)整算法的默認(rèn)參數(shù)，根據(jù)監(jiān)測信息，結(jié)合系統(tǒng)聯(lián)合控制目標(biāo)，選定的優(yōu)化算法將在模擬仿真過程中實時計算出受控位置的最優(yōu)控制值；利用PID控制方法控制設(shè)施平穩(wěn)達(dá)到控制值； ②基于規(guī)則控制法或模糊邏輯法的控制規(guī)則及參數(shù)確定：選定受控設(shè)施、選定監(jiān)測位置及所需監(jiān)測的運(yùn)行時間、水質(zhì)、水位和流量信息，自動生成監(jiān)測信息和控制指令的響應(yīng)關(guān)系，調(diào)整響應(yīng)關(guān)系作為控制依據(jù)，模擬控制時利用實時監(jiān)測值和控制依據(jù)得到設(shè)施控制值，利用PID控制方法控制設(shè)施平穩(wěn)達(dá)到控制值； 前述兩種優(yōu)化方法均可基于系統(tǒng)各位置的運(yùn)行時間、深度、水頭、入流、出流、積水、水質(zhì)、工作狀態(tài)信息，實現(xiàn)對堰、閘門、孔口、閥門、分截流井、泵站等設(shè)施的控制；兩種優(yōu)化控制方法均可以結(jié)合PID控制，實現(xiàn)控制值得精準(zhǔn)平穩(wěn)實現(xiàn)； 所述步驟10在線機(jī)理模型、簡化在線機(jī)理模型和離線仿真概化模型耦合具體包括： ①利用在線機(jī)理模型模擬廠網(wǎng)河系統(tǒng)的實時運(yùn)行狀態(tài)，將各重要節(jié)點(diǎn)的水量、水位和水質(zhì)信息以時間序列的方式輸出至簡化在線機(jī)理模型； ②簡化在線機(jī)理模型根據(jù)輸入的狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬未來時間段內(nèi)的系統(tǒng)運(yùn)行情況，將各重要節(jié)點(diǎn)的水量、水位和水質(zhì)信息以時間序列的方式輸出離線仿真概化模型； ③離線仿真概化模型依據(jù)選定的控制目標(biāo)和優(yōu)化方法，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，對模擬時間段內(nèi)的廠網(wǎng)河系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，計算出系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)下的控制策略； ④將計算出的控制策略傳回在線機(jī)理模型，在最優(yōu)控制策略下進(jìn)行模擬，得到實時優(yōu)化控制效果，完成一個時間步長下的仿真控制； 所述步驟11聯(lián)合調(diào)度實時仿真模擬具體包括：自定義時間步長下的聯(lián)合調(diào)度實時仿真和所選定的控制目標(biāo)和方法下的聯(lián)合調(diào)度實時仿真； 所述步驟12數(shù)據(jù)分析展示具體包括： ①各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)記錄和調(diào)用； ②通用性指標(biāo)的計算； ③自定義公式計算； ④常見數(shù)據(jù)圖表生成。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，其通訊地址為：300071 天津市南開區(qū)衛(wèi)津南路奧體鉆石山小區(qū)33號樓1521房；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。