《城市排水管網系統的建模、最佳化運行與控制方法及套用》是依託杭州電子科技大學，由薛安克擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：城市排水管網系統的建模、最佳化運行與控制方法及套用
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：薛安克
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
城市安全排水是一項重要國家戰略和重大民生工程。由於系統的高度複雜性，運行環境的高度不確定性，以及要求的高標準性，保證其在任何情況下安全、節能和高效運行，非常具有挑戰性。本課題針對我國城市排水的迫切需求，開展城市排水管網系統最佳化運行與控制的理論、方法、技術與套用研究。內容包括：研究水力學、拓撲演變等特性，提出結合數據的水力學建模方法，建立城市排水管網系統不確定水力學動態模型；研究重力流狀況下水流狀態影響排水問題，提出管網排水的水流態勢概念，提出多源信息融合水流態勢估計方法，建立不確定分散式多源異類信息融合理論和方法；研究日常和危急情況下，防止污水溢出、防澇等安全排放機理，提出典型危險態勢安全運行和控制的理論、方法和技術；研究系統能耗、污水溢流量、排放效率等綜合最佳化問題，提出城市排水管網系統安全、節能和高效綜合最佳化和控制的理論和方法。最後以實際系統數據實驗驗證，並在杭州市排水管網系統運行。
結題摘要
本課題針對我國城市排水的迫切需求，開展城市排水管網系統最佳化運行與控制的理論、方法、技術與套用研究。基於複雜網路系統與圖論的理論，研究了管網的拓撲結構對系統性能的影響，給出了一種快速確定系統關鍵節點的方案，為管網的設計與最佳化控制奠定了基礎。提出了基於DS證據理論和反饋融合技術的反饋式態勢估計方法，建立了城市排水管網水流態勢圖，實現了水流態勢的評估。研究了排水管網的智慧型防外破檢測問題，基於卷積神經網路和超限學習理論，提高了管網系統防外破預警系統的準確性與穩定性。研究了管網系統的綜合最佳化運行控制問題，提出了重複預測控制和2D疊代學習預測控制算法，並改進了擬等效集結預測控制和衰減集結預測控制策略，有效解決了複雜大系統的高維性帶來的計算困難問題。在理論研究的基礎上，開發了排水系統的信息採集與最佳化調度系統，提升了城市水務系統運行效率。 本項目發表了高水平的國際期刊論文和國際會議論文108篇，其中IEEE/IFAC等重要雜誌和會議30篇。申請發明專利32項，其中授權10項，取得軟體著作權12項，出版專著1本。培養博士研究生9 名，碩士研究生36名，國家傑出青年1人，入選國家百千萬人才計畫1人，長江學者青年學者1人，浙江省傑出青年2人，浙江省151人才2人，浙江省萬人領軍人才2人。獲浙江省自然科學一等獎1項，浙江省科技進步二等獎1項。
