大型城市供水系統(tǒng)經(jīng)濟調(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)模不斷擴大，復(fù)雜性也大大提高。面對日益復(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)濟效益和社會效益，是擺在所有供水部門共同的重要課題。 在城市供水系統(tǒng)中，水源泵站的調(diào)度是保證整個系統(tǒng)正常運行的重要環(huán)節(jié)。近些年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)

2、展，特別是用于管網(wǎng)監(jiān)測的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，使得掌握整個管網(wǎng)的實時運行狀態(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。具體的研究內(nèi)容有以下幾個方面： (1)城市用水量預(yù)測研究。分析城市歷史用水量信息，針對用水量的變化規(guī)律，提出了基于周時變系數(shù)的日用水量預(yù)測模型和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)預(yù)測水量的方法

3、。通過大量源于實際的數(shù)據(jù)仿真計算表明，兩種預(yù)測方法都能基本滿足供水調(diào)度對水量預(yù)測精度的要求。 (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，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)求解過程，提出了多元回歸和逐步回歸兩種模型求解方法。通過仿真計算能夠表明，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)的實際情況，對指導(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。然后進(jìn)一步研究了更為適用于大型供水系統(tǒng)的兩級優(yōu)化調(diào)度方法，分別提出了一級調(diào)度的多目標(biāo)模型和二級調(diào)度模型以及相關(guān)的算法設(shè)計和仿真計算。 (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，將以往城市供水實踐中成功應(yīng)用的調(diào)度整理為調(diào)度案例庫中的案例存儲下來；在面對新的調(diào)度問題時，根據(jù)新問題的特征在調(diào)度案例庫中搜索最匹配

5、的案例；并對匹配案例的解決方法進(jìn)行調(diào)整作為新問題的解決方法。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。實踐表明在CBR調(diào)度方法的支持下，整個供水系統(tǒng)經(jīng)濟運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)計研究。分析整個調(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，包括流程分析、功能模塊設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等。目前該軟件已經(jīng)在實際調(diào)度中應(yīng)用，并取得了不錯的效果