大型城市供水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法的研究.pdf

1、供水系統(tǒng)是維持城市發(fā)展和人民生活穩(wěn)定的基本保障系統(tǒng)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市人口的不斷增加，人民生活水平的不斷提高，使得城市供水系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜性也大大提高。面對(duì)日益復(fù)雜的供水系統(tǒng)，如何在滿足供水水量、水壓及水質(zhì)要求的前提下，合理優(yōu)化的利用各種水資源，最大限度地提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是擺在所有供水部門(mén)共同的重要課題。 在城市供水系統(tǒng)中，水源泵站的調(diào)度是保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。近些年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)

2、展，特別是用于管網(wǎng)監(jiān)測(cè)的SCADA系統(tǒng)以及以SCADA系統(tǒng)為核心的供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS系統(tǒng))的發(fā)展，使得掌握整個(gè)管網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)成為了可能。本文在研究當(dāng)前技術(shù)條件下傳統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了基于CBR(基于案例的推理)的城市供水優(yōu)化調(diào)度方法。具體的研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面： (1)城市用水量預(yù)測(cè)研究。分析城市歷史用水量信息，針對(duì)用水量的變化規(guī)律，提出了基于周時(shí)變系數(shù)的日用水量預(yù)測(cè)模型和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)水量的方法

3、。通過(guò)大量源于實(shí)際的數(shù)據(jù)仿真計(jì)算表明，兩種預(yù)測(cè)方法都能基本滿足供水調(diào)度對(duì)水量預(yù)測(cè)精度的要求。 (2)供水管網(wǎng)模型的研究。分析微觀模型法和宏觀模型法的特點(diǎn)，提出了適用于大型多水源復(fù)雜供水系統(tǒng)的宏觀管網(wǎng)模型。分析模型的數(shù)學(xué)求解過(guò)程，提出了多元回歸和逐步回歸兩種模型求解方法。通過(guò)仿真計(jì)算能夠表明，所建管網(wǎng)模型能夠比較準(zhǔn)確、科學(xué)地模擬供水管網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)指導(dǎo)供水調(diào)度決策有一定作用。 (3)供水優(yōu)化調(diào)度決策方法研究。分析離心泵工

4、況點(diǎn)的確定方法，首先提出了用于供水調(diào)度決策的直接優(yōu)化模型及其基于遺傳算法的求解算法設(shè)計(jì)。然后進(jìn)一步研究了更為適用于大型供水系統(tǒng)的兩級(jí)優(yōu)化調(diào)度方法，分別提出了一級(jí)調(diào)度的多目標(biāo)模型和二級(jí)調(diào)度模型以及相關(guān)的算法設(shè)計(jì)和仿真計(jì)算。 (4)供水調(diào)度中CBR應(yīng)用的研究。首先提出基于CBR的供水調(diào)度系統(tǒng)的思想和框架，將以往城市供水實(shí)踐中成功應(yīng)用的調(diào)度整理為調(diào)度案例庫(kù)中的案例存儲(chǔ)下來(lái)；在面對(duì)新的調(diào)度問(wèn)題時(shí)，根據(jù)新問(wèn)題的特征在調(diào)度案例庫(kù)中搜索最匹配

5、的案例；并對(duì)匹配案例的解決方法進(jìn)行調(diào)整作為新問(wèn)題的解決方法。然后提出了供水調(diào)度系統(tǒng)中CBR各關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，包括案例表示、案例匹配、案例重用與修改和案例維護(hù)方法。實(shí)踐表明在CBR調(diào)度方法的支持下，整個(gè)供水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果取得了較為明顯的改善。 (5)基于CBR的供水調(diào)度軟件設(shè)計(jì)研究。分析整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，提出該系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，包括流程分析、功能模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等。目前該軟件已經(jīng)在實(shí)際調(diào)度中應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)的效果