(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110342744.1 (22)申请日 2021.03.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112989538 A (43)申请公布日 2021.06.18 (73)专利权人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 董欣　王一茗　徐智伟　曾思育　 (74)专利代理 机构 北京华进京联知识产权代理 有限公司 1 1606 专利代理师 方晓燕 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/14(2020.01) 审查员 岳军红 (54)发明名称 城市排水系统的控制方法和控制装置 (57)摘要 本申请涉及一种城市排水系统控制方法及 控制装置。 所述城市排水系统控制方法包括： 获 取城市排水系统的完整仿真模型， 对 该仿真模型 进行简化， 得到简化后的仿真模型； 获取仿真模 型中入流点的历史流量值和城市排水系统所在 区域的当前降雨量和未来预测降雨量， 根据历史 流量值、 当前降雨量和未来预测降雨量， 确定入 流点的未来流量值； 采用简化后的仿真模型模拟 出入流点注入未来流量值后在不同控制策略下 的溢流量， 确定控制策略， 调整水量设施的控制 方式， 使得城市排水系统的溢流量在目标溢流量 以下。 本申请的方法旨在提供一种能够迅速准确 的得到使城市排水系统中的溢流量在标准值 以 下的控制策略的方法， 可以迅速找到合适的控制 策略， 改善了城市排水系统中的内涝淹积的情 况。 权利要求书2页 说明书12页 附图4页 CN 112989538 B 2022.08.05 CN 112989538 B 1.一种城市排水系统的控制方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取城市排水系统 的完整仿真模型， 所述城市排水系统包括入流点、 出流点、 水量控制 设施和排水管道， 所述入流点和所述出流点用于与外界连通， 所述入流点和所述出流点之 间、 两个所述水量控制设施之间、 所述入流点和所述水量控制设施之间以及所述出流点和 所述水量控制设施之间都通过 所述排水管道连通； 采用所述水量控制设施和所述入流点作为边界点， 将所述完整仿真模型划分为多个片 区； 对所述完整仿真模型中位于同一个所述片区内的排水管道进行简化， 得到简化仿真模 型； 所述对所述完整仿真模型中位于同一个所述片区内的排水 管道进行简化包括： 若相邻两个所述排水管道的坡度之差在坡度差范围内且截面形状相同， 则将两个所述 排水管道合并； 若所述排水管道与主干管道的管径之比在管径比范围内且所述排水管道的长度小于 等于长度阈值， 则将所述 排水管道并入所述主干管道； 或者， 若所述片区与相邻片区的共同边界点的数量小于3个， 则采用一个虚拟管道替代 同一个所述片区内的所有排水 管道； 获取所述入流点的历史流量值、 所述城市排水系统所在区域的当前降雨量和未来预测 降雨量； 根据所述历史流量值、 所述当前降雨量和所述未来预测降雨量， 确定所述入流点的未 来流量值； 采用简化仿真模型模拟出所述城市排水系统在所述入流点注入所述未来流量值的水 量之后在不同控制策略下 的溢流量， 确定目标控制策略， 所述 目标控制策略包括所述水量 控制设施的控制方式， 以使所述城市排水系统的溢流 量在目标溢流 量以下。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取城市排水系统的完整仿真模型， 包括： 获取城市排水系统的模型文件； 若所述模型文件为inp格式， 则将所述模型文件转换为所述城市排水系统的完整仿真 模型； 若所述模型文件为icmm格式， 则根据inp格式的模型文件与icmm格式的模型文件之间 的对应关系， 将icmm格式的模型文件转换为inp格式的模型文件， 并将inp格式的模型文件 转换为所述城市排水系统的完整仿真模型。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述边界点包括： 排水系统中的最上游 节点和最下游 节点、 所述模型与外 部的河道连接的节点和代 表所述水量控制设施的节点。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述节点包括各所述排水管道的连接点、 所述水量控制处、 汇水区处、 入流 点、 出流点。 5.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述获取所述入流点的历史流量值、 所 述城市排水系统所在区域的当前降雨 量和未来预测降雨 量， 包括： 通过所述城市排水系统中闸门、 泵站和调蓄池所在区域设置的流量计获取所述入流点 的历史流 量值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 112989538 B 2通过所述城市排水系统所在区域设置的雨量计获取所述城市排水系统所在区域的当 前降雨量； 从气象网站获取 所述城市排水系统所在区域的未来预测降雨 量。 6.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述历史流量值、 所述当前降 雨量和所述未来预测降雨 量， 确定所述入流 点的未来 流量值， 包括： 将所述历史流量值、 所述当前降雨量和所述未来预测降雨量输入长短期记忆人工神经 网络， 得到所述长短期记 忆人工神经网络 输出的所述入流 点的未来 流量值。 7.根据权利要求1或2所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 对所述简化仿真模型的准确性进行验证。 8.一种城市排水系统的控制装置， 其特 征在于， 包括： 模型获取模块， 用于获取城市排水系统的完整仿真模型， 所述城市排水系统包括入流 点、 出流点、 水量控制设施和排水管道， 所述入流点和所述出流点用于与外界连通， 所述入 流点和所述出流点之间、 两个所述水量控制设施之间、 所述入流点和所述水量控制设施之 间以及所述出流 点和所述水量控制设施之间都通过 所述排水管道连通； 模型简化模块， 用于采用所述水量控制设施和所述入流点作为边界点， 将所述完整仿 真模型划分为多个片区； 对所述完整仿 真模型中位于同一个所述片区内的排水管道进 行简 化， 得到简化仿真模型； 所述对所述完整仿真模型中位于同一个所述片区内的排水管道进 行简化包括： 若相邻两个所述排水管道的坡度之差在坡度差范围内且截面形状相同， 则将 两个所述排水管道合并； 若所述排水管道与主干管道的管径之比在管径比范围内且所述排 水管道的长度小于等于长度阈值， 则将所述排水管道并入所述主干管道； 或者， 若 所述片区 与相邻片区的共同边界点的数量小于3个， 则采用一个虚拟管道替代同一个所述片区内的 所有排水 管道； 数据获取模块， 用于获取所述入流点的历史流量值、 所述城市排水系统所在区域的当 前降雨量和未来预测降雨 量； 数据确定模块， 用于根据 所述历史流量值、 所述当前降雨量和所述未来预测降雨量， 确 定所述入流 点的未来 流量值； 策略确定模块， 用于采用简化仿真模型模拟出所述城市排水系统在所述入流点注入所 述未来流量值的水量之后在不同控制策略下 的溢流量， 确定目标控制策略， 所述 目标控制 策略包括所述城市排水系统中的水量控制设施的控制方式， 以使 所述城市排水系统的溢流 量在目标溢流 量以下。 9.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 112989538 B 3