针对我国目前城市排水管网系统,利用圣维南方程计算管网的水流量与水位存在很多不足,如管网结构的不确定的影响,降雨量的随机性,居民排水的随机性以及水头损失等,这些因素使得圣维南方程在工程应用中存在很大的局限性。本项目通过模型降阶变换,把圣维南方程变换成状态空间方程,用不确定性数学模型描述管网结构的不确定性,旁侧流的随机性分解成离散(居民排水)与连续(某段时刻的连续降雨)两部分,用跳变系统的原理,建立基于跳变系统的管网内水流量的机理模型,转移概率可以根据历史数据得到。水流量的计算实际上就是状态估计问题,通过对跳变系统的状态估计,分析误差系统的稳定性。最后,通过预测控制的思想,基于模型算法的预测控制原理对估计状态采样,建立预测模型,对上述的模型进行修正,提高模型的计算精度、鲁棒性与时空性,为解决城市排水系统的优化调度问题、泵站节能问题提供强有力的数据支持。项目具有重要的理论和实际意义。
英文主题词Saint-Venant Equations; jumping systems;predictive control model.