[发明专利]一种城区水系智能水质水量调度方法

权利要求书

1.一种城区水系智能水质水量调度方法，方法使用水质水量调度系统，系统包括现场执行调度方案的下位机构(4)、监测下位机构(4)的监测体系(1)、处理监测数据来拟定调度方案的信息中心(2)和确定调度方案的指挥中心(3)；所述的下位机构(4)包括河道和水库的自然对象以及水闸和泵站的执行对象；其特征在于调度方法包括以下步骤：

S1：监测体系(1)监测下位机构(4)的降雨量、河道水位、流量、水质、水闸开度、水泵运行状况的数据；

S2：信息中心(2)根据监测到的数据，用以防汛风险、经济效益和环境安全为目标的水质、水量耦合模型计算；

所述的水质、水量耦合模型为：

防汛安全目标：

H_ij——河道i在桩号j位置的有效堤防高程；

h_tij——t时段河道i在桩号j位置的实时水位高程，由监测设备采集；

t——时间参数，取值应以能获得的天气预报时长为准确定；

T为时间参数计算的最终常数值，n为河道计算的最终标号，m为桩号计算的最终标号；

环境安全目标：

C_tijk——t时段河道i在桩号j位置污染物k的浓度，由监测设备采集；

G_ijk——河道i在桩号j位置污染物k的允许浓度；

K为污染物计算时的最终常数值；

经济效益目标：

Q_tij——t时段河道i在桩号j位置的补水或排水量，等于相应位置闸站的流量；

F_tij——t时段河道i在桩号j位置的补水费用或排水费用；

防汛安全约束条件：H_ij＞h_tij

补排水量约束条件：Q_tij≤P_tij

P_tij——t时段河道i在桩号i位置的补水或排水能力，如果该位置没有水闸或者水泵站则数值等于零；

该水质、水量耦合模型需要求解的主要变量即为t时段河道i在桩号j位置的补水或排水量Q_tij；

S3：采用粒子群算法求解，求解出多个近似解，得到多个拟定方案；

S4：指挥中心(3)根据目标的最优收益智能筛选确定最终调度方案，一键智能调度，发送执行命令；

所述的最优收益根据不同方案计算的防汛安全、环境安全和经济效益数值得到，所述的最优收益为三个目标之和最大；

S5：下位机构(4)自动执行调度方案。

2.根据权利要求1所述的一种城区水系智能水质水量调度方法，其特征在于所述的下位机构(4)包括河道、水闸、挡水坝和水泵；所述的监测体系(1)包括安装在下位机构(4)上的传感器、监控周围环境的监控视频和监测软件平台，检测到的数据通过监测软件平台整合，通过网络传递到信息中心(2)。

3.根据权利要求1所述的一种城区水系智能水质水量调度方法，其特征在于所述的信息中心(2)包括三维可视化系统(21)、水资源调度系统(22)和水行政及公共服务系统(23)；三维可视化系统(21)提供数据的可视化平台；水资源调度系统(22)根据监测数据进行水质、水量耦合模型计算、求解；水行政及公共服务系统(23)为民众提供包括实时权威的防汛预警信息和避灾场所位置导航的服务。

4.根据权利要求2所述的一种城区水系智能水质水量调度方法，其特征在于所述的步骤S1包括：

S11：监测体系(1)监测下位机构的降雨量、河道水位、流量、水质、水闸开度、水泵运行状况的数据；

S12：监测软件平台将监测到的水质数据与国家标准进行阈值比较，如果有异常，则发出警报；

S13：监测软件平台将监测到的数据以及水质阈值比较的结果和数值通过网络发送给信息中心。