一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，包括：S1、多个智能截流井进行实时来水监测和排水监测，并将监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度上传至云端中央控制系统；S2、云端中央控制系统根据监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度通过最优算法动态计算每个智能截流井的最优闸阀开度；S3、云端中央控制系统根据计算结果向多个智能截流井的控制器发送指令，控制多个智能截流井的污水闸阀以及溢流闸阀的开度。还提供一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制系统。通过上述控制方法及系统可以实现对污水干管负荷的合理分配，优化合流污水的溢流量和位置分布，减少污水溢流对河道水质的不利影响或增强污水管网的污水收集能力。污水管网的污水收集能力。污水管网的污水收集能力。

【技术实现步骤摘要】
一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及污水处理及排水
，具体涉及一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法及系统。

技术介绍

[0002]在城市建设过程中的由于各种原因，排水管网系统中存在大量的雨污合流管，为减少污水进入河道，合流管网系统中大量运用截流井。目前智能截流井使用逐渐增多，但大多为预设置的独立控制系统或人工控制系统，或智能截流井虽具备远程操控能力，但多为开启、关闭二选一闸阀，不具备实时调整闸阀开度以调节污水收集量的能力。
[0003]在污水干管负荷有限的条件下，当某一智能截流井上游来水增加大量低浓度合流污水时，常常出现低浓度污水侵占污水干管流量，引发上游高浓度污水被迫溢流的情形，预设置的独立控制智能截流井和不能基于污水干管负荷优化动态调整截流能力的智能截流井群，均无法有效避免上述运行缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法及系统，通过上述调度控制方法及系统可以实现对污水干管负荷的合理分配，优化合流污水的溢流量和位置分布，减少污水溢流对河道水质的不利影响，或增强污水管网对污水的收集能力。
[0005]本专利技术提供一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1、多个智能截流井进行实时来水监测和排水监测，并将监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度上传至云端中央控制系统；
[0007]S2、云端中央控制系统根据监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度通过最优算法动态计算每个智能截流井的最优闸阀开度；
[0008]S3、云端中央控制系统根据计算结果向多个智能截流井的控制器发送指令，控制多个智能截流井的污水闸阀以及溢流闸阀的开度。
[0009]进一步地，所述步骤S1中，所述来水监测包括监测智能截流井的进水口流量以及进水口的污染物浓度。
[0010]进一步地，所述步骤S1中，所述排水监测包括监测智能截流井对应位置的污水干管下游侧的水位以及流量。
[0011]进一步地，所述步骤S2中，云端中央控制系统根据预设的最小污染物溢流目标或最大污水干管污染物浓度目标进行最优算法计算。
[0012]进一步地，所述步骤S2中，所述最优算法至少包括以下算法中的一种：线型规划法、动态规划法、整数规划法、分支界定法、爬山法、最速下降法、模拟退火法、禁忌搜索法、遗传算法、人工神经网络算法。
[0013]进一步地，所述步骤S3还包括：所述污水闸阀以及溢流闸阀实时将开度情况回传
至云端中央控制系统。
[0014]本专利技术还提供一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制系统，包括污水干管和多个智能截流井，所述智能截流井设置有进水口、污水口以及溢流口，所述进水口与合流管连接，所述合流管上设置有来水监测设备，所述污水口通过截流污水管与污水干管连接，所述污水干管上设置有排水监测设备，所述溢流口通过溢流管与河流连接，所述截流污水管上设置有污水闸阀，所述溢流管上设置有溢流闸阀，所述智能截流井还包括用于控制污水闸阀和溢流闸阀开度的控制器，所述调度控制系统还包括云端中央控制系统，所述云端中央控制系统与来水监测设备、排水监测设备以及控制器通过网络连接。
[0015]进一步地，所述来水监测设备包括来水流量监测模块和来水污染物浓度监测模块，所述来水流量监测模块用于监测进水口的流量并向云端中央控制系统发送监测数据，所述来水污染物浓度监测模块用于监测进水口的污染物浓度并向云端中央控制系统发送监测数据。
[0016]进一步地，每个所述智能截流井对应的污水干管靠近下游处的位置均设置有一个排水监测设备。
[0017]进一步地，所述排水监测设备包括水位监测模块和出口流量监测模块，所述水位监测模块用于监测智能截流井对应位置的污水干管的水位并向云端中央控制系统发送监测数据，所述出口流量监测模块用于监测智能截流井对应位置的污水干管的流量并向云端中央控制系统发送监测数据。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]1.本专利技术通过将多个智能截流井与云端中央控制系统通过网络连接，云端中央控制系统获取智能截流井的监测数据，通过最优算法计算每个智能截流井的闸阀开度，从而实现实时智能调度和控制。
[0020]2.本专利技术云端中央控制系统通过获取智能截流井的进水口流量和污染物浓度以及智能截流井对应位置的污水干管的水位以及流量，以最小污染物溢流目标或最大污水干管污染物浓度目标作为计算目标，利用最优算法进行计算出各个智能截流井污水闸阀以及溢流闸阀的开度，从而实现优化污水干管的负荷分配，优化合流污水的溢流量和位置分布，减少污水溢流对河道水质的不利影响。
[0021]3.本专利技术对智能截流井对应位置的污水干管下游侧的水位以及流量进行监测，能够进一步更加精准地控制每个智能截流井的污水闸阀以及溢流闸阀的开度的调节。
[0022]4.本专利技术通过预设最小污染物溢流目标或最大污水干管污染物浓度目标或污水干管上的任意可监测水质指标或河道上任意一个或多个可监测指标的组合作为计算目标，使得流入河流的污水污染物总量最小而减少污水溢流对河道水质的不利影响，或使得流入污水干管的污水污染物浓度最大而增加污水处理厂的污水处理效益。
附图说明
[0023]图1为本专利技术智能截流井群动态优化调度控制系统的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术智能截流井的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术智能截流井群的监测及控制拓扑图；
[0026]图4为本专利技术智能截流井群动态优化调度控制方法的系统时序图。
[0027]附图标记：1
‑
智能截流井；2
‑
污水干管；3
‑
进水口；4
‑
污水口；5
‑
溢流口；6
‑
合流管；7
‑
截流污水管；8
‑
溢流管；9
‑
河流；A
i
‑
第i个智能截流井的污水闸阀；B
i
‑
第i个智能截流井的溢流闸阀；L
i
‑
第i个智能截流井的来水监测设备；M
i
‑
第i个智能截流井接入污水干管处下游侧的排水监测设备
具体实施方式
[0028]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0029]如图1所示，一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，包括以下步骤：
[0030]S1、多个智能截流井1实时进行来水监测和排水监测，并将监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度上传至云端中央控制系统；
[0031]S2、云端中央控制系统根据监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、多个智能截流井(1)进行实时来水监测和排水监测，并将监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度上传至云端中央控制系统；S2、云端中央控制系统根据监测数据以及污水闸阀和溢流闸阀的开度通过最优算法动态计算每个智能截流井(1)的最优闸阀开度；S3、云端中央控制系统根据计算结果向多个智能截流井(1)的控制器发送指令，控制多个智能截流井(1)的污水闸阀以及溢流闸阀的开度。2.根据权利要求1所述的一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述来水监测包括监测智能截流井(1)的进水口(3)流量以及进水口(3)的污染物浓度。3.根据权利要求1所述的一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述排水监测包括监测智能截流井(1)对应位置的污水干管(2)下游侧的水位以及流量。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，云端中央控制系统根据预设的最小污染物溢流目标或最大污水干管污染物浓度目标进行最优算法计算。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述最优算法至少包括以下算法中的一种：线型规划法、动态规划法、整数规划法、分支界定法、爬山法、最速下降法、模拟退火法、禁忌搜索法、遗传算法、人工神经网络算法。6.根据权利要求1至3任一项所述的一种城市排水管网智能截流井群动态调度控制方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：所述污水闸阀以及溢流闸阀实时将开度情况回传至云端中央控制系统。7.一种城市排水管网智能截流井...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪甘林，邓宇杰，彭军，陈英健，姜尚文，刘师宇，刘伟，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：