一种基于海绵城市的排水网络调度系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于海绵城市的排水网络调度系统，涉及城市排水控制技术领域，解决了现有技术无法合理控制泵站的排水量，以及无法循环处理利用水资源，导致泵站使用寿命降低，以及水资源浪费的技术问题；本发明专利技术基于若干联合分析周期对应的预测污水量持续规划更新功率曲线，通过功率曲线来控制泵站工作；保证了在联合分析周期内泵站功率的稳定性，以及各联合分析周期之间功率的平稳切换，保证工作效率的同时延长了泵站的使用寿命；本发明专利技术分析气象数据是否满足水资源循环条件，分析蓄水站中水样状态获取水样系数，当二者均满足设定要求时，控制蓄水站完成水资源循环；能够充分利用海绵城市的优越性，提高水资源的利用率。提高水资源的利用率。提高水资源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于海绵城市的排水网络调度系统


[0001]本专利技术属于城市排水控制领域，涉及基于海绵城市的排水网络调度技术，具体是一种基于海绵城市的排水网络调度系统。

技术介绍

[0002]城市排水系统是城市基础建设的重要组成部分，不但承担着城市防洪、排涝以及生活与工业污水的排放任务，而且还关系到城市环境与城市水安全；城市排水系统主要通过对城市中的生活污水、工业污水以及雨水进行收集，经过管道和泵站将污水输送至污水处理厂。
[0003]现有技术(申请号为2018114643546的专利技术专利)公开了一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统，通过分析城市排水网络中的排水量来调节泵站工作时的排水速率，同时结合接入的外源天气模块及时将集水井中的水排空，降低城市出现积水的概率；现有技术在进行城市排水网络监控时，着重分析排水网络的工作状态以及设法降低泵站的启停频率，在控制泵站启停时也是根据各窨井位置的实测排水量来控制，虽然不会频繁启停泵站，但需要不断调整泵站排水速率，降低泵站的使用寿命；因此，亟须一种基于海绵城市的排水网络调度系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本专利技术提出了一种基于海绵城市的排水网络调度系统，用于解决现有技术无法合理控制泵站的排水量，以及无法循环处理利用水资源，导致泵站使用寿命降低，以及水资源浪费的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种基于海绵城市的排水网络调度系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的边缘处理模块和控制执行模块；边缘处理模块与气象平台或者数据传感器相连接，控制执行模块与泵站和蓄水站相连接；边缘处理模块定期通过气象平台获取气象数据，以及实时通过数据传感器采集各窨井位置的排水数据和蓄水站的水样状态；其中，气象数据包括降水数据和降水时间，蓄水站建立于地表之下；中央处理模块周期性分析排水数据和降水数据，预测输送到泵站的污水量；基于污水量为泵站持续规划功率曲线；以及将气象数据与蓄水站中的水样状态相结合生成资源循环信号；其中，水样状态包括水质和水量；控制执行模块根据功率曲线控制泵站将污水排放至蓄水站，以及基于资源循环信号完成蓄水站中水资源循环；其中，循环对象包括湖泊、森林和湿地。
[0006]优选的，所述中央处理模块分别与边缘处理模块和控制执行模块通信和/或电气连接；所述控制执行模块用于控制泵站的运行以及蓄水站的水资源循环；所述边缘处理模块与气象平台或者数据传感器通信连接；所述数据传感器在窨井或者蓄水站对应设置；其中，数据传感器包括水流量传感器或水质传感器。
[0007]优选的，所述中央处理模块根据气象数据分析气象状态是否异常，包括：接收定期获取的气象数据；按照降水数据的连续性将所述气象数据划分为若干气象子数据；其中，气象数据至少被划分为一个气象子数据；计算气象子数据对应的平均降水量和降水持续时长，分别标记为PJL和JCS；当PJL≤PJY，且PJL
×
JCS≤JZY时，则判定该气象子数据的气象状态正常；其中，PJY为平均降水阈值，JZY为降水总量阈值。
[0008]优选的，基于气象数据分析气象状态，当气象状态异常时，所述中央处理模块对排水数据和降水数据进行周期性的联合分析，预测获取污水量，包括：确定联合分析周期；其中，联合分析周期在气象数据的基础上动态设定；将窨井编号为i，以及在联合分析周期内的有效水量标记为YSLi；其中，i=1，2，
…
，n，n为正整数；通过公式YWL=α1
×
YSL1+α2
×
YSL2+
…
+αi
×
YSLi预测泵站的污水量YWL；其中，αi为窨井i对应的水量转化率，根据实验室模拟获取或根据经验设定。
[0009]优选的，窨井i对应的有效水量根据联合分析周期内的排水数据和降水数据获取，包括：基于联合分析周期对排水数据和降水数据进行划分，获取若干周期数据；将周期数据中的排水数据和降水数据分别标记为PS和JS；通过公式YSL=PS+β
×
JS计算获取该联合分析周期对应窨井的有效水量YSL；其中，β为根据经验设定降水转化率，且当窨井不处于降水区域时，β=0。
[0010]优选的，所述中央处理模块根据联合分析周期内预测的污水量规划功率曲线，包括：计算泵站在联合分析周期内处理预测污水量的平均功率；以平均功率为基准，并与相邻联合分析周期的平均功率进行过渡设置，建立该联合分析周期对应的功率曲线。
[0011]优选的，所述中央处理模块分析气象数据，当气象数据满足水资源循环条件，且水样系数大于水样阈值时，则生成资源循环信号；其中，水样系数根据蓄水站中的水质和水量确定，水样阈值根据经验设定，水资源循环条件为水资源缺乏。
[0012]优选的，基于蓄水站的水质和水量计算获取水质系数，包括：获取蓄水站水质对应的水质分数，将水质分数和水量分别标记为SF和SL；通过公式SX=γ
×
SL
×
exp(SF)获取水质系数SX；其中，γ为大于0的比例系数，exp()为以自然常数e为底的指数函数。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术结合气象数据和排水数据对各窨井位置的有效水量进行周期性获取，进而根据有效水量预测输送到泵站的污水量，基于若干联合分析周期对应的预测污水量持续规划更新功率曲线，通过功率曲线来控制泵站工作；本专利技术保证了在联合分析周期内泵站功率的稳定性，以及各联合分析周期之间功率的平稳切换，保证工作效率的同时延长了泵站的使用寿命。
[0014]2．本专利技术分析气象数据是否满足水资源循环条件，分析蓄水站中水样状态获取水样系数，当二者均满足设定要求时，则生成资源循环信号，并控制蓄水站完成水资源循环；
本专利技术能够充分利用海绵城市的优越性，提高水资源的利用率。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术的工作步骤示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]请参阅图1，本专利技术第一方面实施例提供了一种基于海绵城市的排水网络调度系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的边缘处理模块和控制执行模块；边缘处理模块与气象平台或者数据传感器相连接，控制执行模块与泵站和蓄水站相连接；边缘处理模块定期通过气象平台获取气象数据，以及实时通过数据传感器采集各窨井位置的排水数据和蓄水站的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于海绵城市的排水网络调度系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的边缘处理模块和控制执行模块；边缘处理模块与气象平台或者数据传感器相连接，控制执行模块与泵站和蓄水站相连接，其特征在于：边缘处理模块定期通过气象平台获取气象数据，以及实时通过数据传感器采集各窨井位置的排水数据和蓄水站的水样状态；其中，气象数据包括降水数据和降水时间，蓄水站建立于地表之下；中央处理模块周期性分析排水数据和降水数据，预测输送到泵站的污水量；基于污水量为泵站持续规划功率曲线；以及将气象数据与蓄水站中的水样状态相结合生成资源循环信号；其中，水样状态包括水质和水量；控制执行模块根据功率曲线控制泵站将污水排放至蓄水站，以及基于资源循环信号完成蓄水站中水资源循环；其中，循环对象包括湖泊、森林和湿地。2.根据权利要求1所述的一种基于海绵城市的排水网络调度系统，其特征在于，所述中央处理模块根据气象数据分析气象状态是否异常，包括：接收定期获取的气象数据；按照降水数据的连续性将所述气象数据划分为若干气象子数据；其中，气象数据至少被划分为一个气象子数据；计算气象子数据对应的平均降水量和降水持续时长，分别标记为PJL和JCS；当PJL≤PJY，且PJL
×
JCS≤JZY时，则判定该气象子数据的气象状态正常；其中，PJY为平均降水阈值，JZY为降水总量阈值。3.根据权利要求1或2所述的一种基于海绵城市的排水网络调度系统，其特征在于，基于气象数据分析气象状态，当气象状态异常时，所述中央处理模块对排水数据和降水数据进行周期性的联合分析，预测获取污水量，包括：确定联合分析周期；其中，联合分析周期在气象数据的基础上动态设定；将窨井编号为i，以及在联合分析周期内的有效水量标记为YSLi；其中，i=1，2，
…
，n，n为正整数；通过公式YWL=α1
×
YSL1+α2
×
YSL2+
…
+αi
×
YSLi预测泵站的污水量YWL；其中，αi为窨井...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣祥，李文姣，苏袁青，袁翔，罗敏，郭盛美，
申请(专利权)人：湖南易净环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：