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《杭州电子科技大学》 2011年
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基于神经网络的排水管网预测模型的研究及应用

邬玲懿  
【摘要】:城市排水是指城市生活污水、工业废水、和部分大气降水的收集、输送、净化、利用和排放,城市建设的重要基础设施。随着城市化进程的不断加快,城市污水排量也大幅增加,由此引起的洪涝灾害加剧、降雨径流污染加重、城市水资源短缺等问题,使城市排水面临着巨大的挑战。而现有的泵站简单液位控制方式具有滞后性,若短时间内大量污水进入污水管网,极易引起污水外溢。因此探讨建立污水泵站预测模型,为城市排水安全运行控制提供依据具有重要的意义。但因城市污水受天气、人为及管道损漏等复杂因素影响,污水流量具有不确定性,非线性严重,再者由于检测设备的限制和基础资料的匮乏,使得机理建模更加困难。 本文在杭州市排水有限公司自动化监测与控制SCADA系统所采集的海量实际运行数据基础上,建立基于神经网络的城市排水管网预测模型,再建立整条污水线的模型。通过所建立的模型对各个泵站进行监控预测,并运用模糊算法给出最优控制策略,改变原有的泵站简单液位控制方式,使污水溢出最小化。论文主要研究内容概括如下: (1)建立串级泵站预测模型 通过对串级污水泵站运行机理,相关性进行分析确定影响污水泵站前池液位的主要因素,并通过计算上下游间的互相关性来确定上游到下游所需时延,结合两者作为神经网络模型的输入。通过对历史数据的学习训练,建立不同预见期内基于神经网络的污水泵站预测模型,并对所建模型进行对比验证,结果表明模型具有较高的精度且泛化能力好。 (2)建立汇流点泵站预测模型 由于汇流点泵站有多个上游泵站,使得各上游泵站和汇流点泵站的相关性变弱,不确定性增多,无法运用互相关计算得到时延值。针对该问题,通过对各个上游泵站和汇流点泵站的灰色关联分析计算,比较各个时刻点的灰色速率关联度值来确定时延,再结合汇流情况下的机理分析确定神经网络的输入,该模型在旁侧流小于50%时,模型具有较高的精度。 (3)基于神经网络的排水模拟预测系统及仿真应用 结合(1)(2)两项建模技术,开展工程应用研究。首先开展基于神经网络的排水管网模拟预测系统的设计与实现研究:分别对软件设计、实现关键技术及实现效果进行探讨,实现BP神经网络算法、自定义泵站预测模型及上下游泵站的实时模拟,可直观展现给用户。在此基础上,结合模糊控制技术对城市排水现行简单液位控制进行优化研究:通过分析传统控制方法的缺点,提出优化规则加以改进,并详细介绍模糊控制器的设计,最终以武林门泵站为例进行模糊优化控制仿真验证。
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU992.0

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 潘三强;基于神经网络的连铸坯温度优化控制研究[D];杭州电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周玉文,戴书健;城市排水系统非恒定流模拟模型研究[J];北京工业大学学报;2001年01期
2 冯必波;张伶俐;陈艳;;BP神经网络在洪流预报中的应用[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年07期
3 汪雄海,张龙;污水泵站模糊自学习控制系统[J];电工技术学报;2002年05期
4 汪雄海,石宏宇;污水泵站系统的预测控制[J];电工技术学报;2003年05期
5 石宏宇;周旭强;汪雄海;丁援朝;;基于遗传算法的污水泵站机组控制[J];电气自动化;2003年03期
6 岑国平,詹道江,洪嘉年;城市雨水管道计算模型[J];中国给水排水;1993年01期
7 王淑梅;王宝贞;曹向东;金文标;贾丽娜;;对我国城市排水体制的探讨[J];中国给水排水;2007年12期
8 赵冬泉;陈吉宁;佟庆远;王浩正;曹尚兵;盛政;;基于GIS构建SWMM城市排水管网模型[J];中国给水排水;2008年07期
9 张学同;徐哲;左燕;赵晓东;薛安克;;基于数据的城市污水泵站系统建模[J];化工学报;2010年08期
10 刘俊;城市雨洪模型研究[J];河海大学学报;1997年06期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 常慕城;[N];菏泽日报;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张龙;污水泵站管网系统最优控制策略研究[D];浙江大学;2002年
2 林英杰;基于Arc View的城市排水管网GIS信息管理系统设计[D];华中科技大学;2005年
3 谢莹莹;城市排水管网系统模拟方法和应用[D];同济大学;2007年
4 郭姣;基于ArcGis的排水管网水力模拟方法和应用[D];同济大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭宽伟;岑国平;马文轩;李强;;ArcGIS在机场土方计算中的应用分析[J];四川建筑科学研究;2012年01期
2 张卫东,谢庆胜;基于GIS的重点污染源管理信息查询与分布系统设计的实现[J];安徽地质;2001年04期
3 殷年;4D产品与GIS应用[J];安徽地质;2002年03期
4 任升莲;蔡昊;杨伟沃;肖延松;;基于GIS的网络电子地图系统开发与研究[J];安徽地质;2009年04期
5 殷年;;航空影像处理与应用[J];安徽建筑;2006年05期
6 方文秀;;浅谈地埋式污水处理系统及其应用[J];安徽建筑;2009年04期
7 林华;邓建;;浅谈合肥经济技术开发区地理信息系统建设[J];安徽建筑;2009年04期
8 宋海兵;;东关水泥厂取水工程设计介绍[J];安徽建筑;2010年03期
9 周光富;宋海兵;;宁淮高速公路景观排水设计与探讨[J];安徽建筑;2010年05期
10 沈贤琴;;市政道路下排水管线的位置设计分析[J];安徽建筑;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘元庆;谷志云;李保贤;陈伟强;李天阁;;GIS在农业和土地资源管理中的应用研究[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
2 张雷;李刚;孟庆江;刘少杰;张欣卉;;GIS技术应用在找矿预测中的历史趋势及主要功能分析[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 张宗可;许矿华;陈鹏;;TIN的生成方法与应用研究[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
4 袁玏;;基于ArcIMS的房产信息发布系统的设计研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
5 施昌平;;污水处理厂设计应注意的几个问题[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
6 秦正茂;徐建刚;桂昆鹏;;山地城市新区洪水风险评价研究——以福建龙岩稀土工业园为例[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
7 隆万容;;南方城市雨洪基础设施安全保障对策探析[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 季素;赵玮;;地理信息系统在宣城配网中的应用及维护[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C];2006年
9 季素;赵玮;;地理信息系统在宣城配网中的应用及维护[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
10 胥卫平;李括;司训练;;城市雨洪资源利用及补偿机制未来研究方向探讨[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
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1 吴启涛;城市抗震防灾规划空间决策支持系统研究[D];中国海洋大学;2010年
2 刘文全;基于GIS的海上石油平台溢油应急决策支持系统结构与应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
5 苏斌;GIS支持下的城市地价空间分布与土地集约利用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
6 贾奋励;电子地图多尺度表达的研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
7 张开广;郑州地区仰韶文化遗址空间模式研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王晓理;地理信息数据结构处理优化应用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 杨晓坤;广西南丹大厂锡矿长坡—高峰矿床(山)数字化与综合信息成矿预测[D];昆明理工大学;2010年
10 夏兰芳;自然图形的度量格网研究[D];武汉大学;2009年
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1 宋东峰;基于WebGIS的矿井瓦斯地质信息网络管理技术与应用[D];河南理工大学;2010年
2 陈银平;基于ArcGIS Engine济南市雨情系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
3 王晨亮;基于工作流的资源环境建模框架的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
4 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
5 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
6 李业鑫;基于模糊控制的余氯实时在线检测系统研制[D];长春理工大学;2010年
7 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
8 张硕;基于SuperMap Objects 的河南省南水北调地理信息系统设计与实现研究[D];郑州大学;2010年
9 王国宾;面向对象的公路空间数据库系统研究[D];郑州大学;2010年
10 叶伟;基于GIS的河南省航运经济信息分析系统研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 陈吉光;徐振越;樊志新;;钢丝感应加热过程模拟及特性[J];大连交通大学学报;2011年02期
2 孙福权,郑秉霖,唐立新,崔建江,冯少丽;炼钢—连铸—热轧一体化集成调度管理[J];钢铁;1998年12期
3 吴蓉晖,荣宏;数据预处理在电力远程智能监测系统的应用[J];高电压技术;2005年07期
4 汪义旺;;新型模糊控制器在感应加热温度控制中的应用研究[J];工业加热;2009年01期
5 张月红;;基于ANSYS的锻件感应加热温度场的数值模拟研究[J];工业加热;2009年02期
6 潘三强;徐哲;何必仕;孔亚广;;基于仿真的连铸坯电磁感应加热过程温度控制研究[J];工业加热;2012年06期
7 徐守权;轴类零件对高频感应淬火硬化层的要求[J];金属热处理;1996年03期
8 李小飞;;基于BP网络的GDP预测数据预处理方法研究[J];计算机与数字工程;2011年09期
9 温治;连铸坯热送热装技术及其分析[J];金属世界;2003年06期
10 倪可伟;;日本开发连铸的经验和当前的新技术[J];连铸;2006年03期
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1 刘浩;连铸直轧电磁感应补偿加热过程数值模拟技术的研究与开发[D];华中科技大学;2007年
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1 高为静;电磁感应加热系统建模与控制策略研究[D];中南大学;2011年
2 储乐平;感应加热磁热耦合场数值模拟及温度回归分析[D];大连理工大学;2004年
3 孙风胜;钢板感应加热局部有限元及实验回归分析[D];大连理工大学;2005年
4 尹中明;基于模糊神经网络感应加热电源温度控制的研究[D];天津大学;2004年
5 赵敏;45钢坯锻前感应加热的有限元模拟分析[D];浙江工业大学;2006年
6 董欣欣;连铸方坯热送直轧温度场的计算机仿真及工业软件开发[D];河北理工学院;2004年
7 王玉会;连铸方坯热送直轧过程的有限元模拟及感应补热参数选择[D];河北理工学院;2004年
8 吴强;钢板感应加热工艺参数实验分析与数值模拟[D];大连理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周玉文,戴书健;城市排水系统非恒定流模拟模型研究[J];北京工业大学学报;2001年01期
2 钟木华;排水工程设计中值得注意的几个节能问题[J];长春工程学院学报(自然科学版);2002年02期
3 赵俊三,赵耀龙;GIS发展的最新趋势及其应用前景[J];测绘工程;2000年02期
4 刘小生,黄玉生;基于Arc/Info的洪水淹没面积的计算方法[J];测绘通报;2003年06期
5 柳玲,艾及熙;GIS技术在城市规划领域的应用及发展[J];重庆建筑大学学报(社科版);2001年02期
6 丛翔宇;倪广恒;惠士博;田富强;赵月芬;;城市立交桥暴雨积水数值模拟[J];城市道桥与防洪;2006年02期
7 张欲平,吴钟;上海城市排水遥控遥测公共平台研究[J];城市公用事业;2001年06期
8 汪雄海,石宏宇;污水泵站系统的预测控制[J];电工技术学报;2003年05期
9 刘仁义,刘南;基于GIS的复杂地形洪水淹没区计算方法[J];地理学报;2001年01期
10 汪雄海;张龙;彭建州;;污水泵站变频调速排水节电控制[J];电气自动化;2000年06期
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1 任伯帜;城市设计暴雨及雨水径流计算模型研究[D];重庆大学;2004年
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1 祁继英;城市非点源污染负荷定量化研究[D];河海大学;2005年
2 刘翔;城市雨洪关系分析与模拟[D];河海大学;2005年
3 林英杰;基于Arc View的城市排水管网GIS信息管理系统设计[D];华中科技大学;2005年
4 殷涛;地理信息系统(GIS)在城市排水管网中的实现与应用[D];武汉理工大学;2006年
5 谢莹莹;城市排水管网系统模拟方法和应用[D];同济大学;2007年
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1 王瑞,王忠伟;鞍山市排水地下管网地理信息系统设计[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
2 陈胜兵;娄金生;;排水管网平面布置的优化[J];工业用水与废水;2005年06期
3 周琦;禹华谦;;改进的“两相优化法”在排水管网优化设计中的应用[J];工业安全与环保;2006年03期
4 骆颖;王兴梅;;南京主城排水管网达标规划系统的建立[J];中国给水排水;2006年02期
5 陈广华;罗建中;;浅淡珠三角城镇排水管网的改造[J];广西轻工业;2009年11期
6 时连勇;;小城镇分流制排水管网雨污混流现状及分析[J];科技资讯;2010年05期
7 曾向前;;Infoworks CS软件在排水管网改造设计中的应用[J];中国水运(下半月);2010年04期
8 刘海涛;李莉;;市政排水管网优化设计的方法研讨[J];西南给排水;2009年04期
9 刘琼;;遗传算法在排水管网优化中的应用研究[J];微计算机信息;2011年05期
10 陶德明;;基于ArcGIS的城市排水管网GIS设计[J];地理空间信息;2011年04期
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1 张红勇;;浅谈提高市政排水管网效能[A];河南省土木建筑学会2009年学术大会论文集[C];2009年
2 孙军荣;何胜祥;刘敏;;CCTV检测技术在排水管网项目中的应用[A];地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 路军;史如萃;;浅析山区排水管网的设计——几个特殊设计方案在三峡地区排水工程中的应用[A];2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集[C];2007年
4 马奕;;城市住宅小区排水管网建设和管理研究[A];首届长三角科技论坛——水利生态修复理论与实践论文集[C];2004年
5 许光明;陈秀娟;;基于MAPGIS的常州市排水管网信息系统[A];中国测绘学会九届四次理事会暨2008年学术年会论文集[C];2008年
6 孟飞;刘振宇;;上海市排水管网数据库的建立[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
7 邹俊平;黄厚;;基于PDA的上海市排水管网数据采集处理系统的设计与实现[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
8 高翔;;旧城区排水系统维护改造对策分析[A];上海(第二届)水业热点论坛论文集[C];2010年
9 唐建国;;城镇排水管网建设和管理对策[A];2009水业高级技术论坛论文集[C];2009年
10 史如萃;路军;;天津市海河改造一期排水工程设计的几点体会[A];2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集[C];2007年
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1 通讯员 宋玉宁 单占义 记者 刘军;高邑投资1250万元编织城区排水管网[N];河北经济日报;2006年
2 本报记者 肖意通讯员 邬益华 李强;排水管网清源社区宣传启动[N];深圳特区报;2008年
3 张兴衍;市区河流五年内除“污根”[N];深圳商报;2006年
4 本报记者 浦美玲;昆明斥资50亿拦截城市污水[N];云南日报;2010年
5 记者 夏静 通讯员 张晶;武汉谋变 告别逢暴雨必涝[N];光明日报;2011年
6 记者 王磊;弋江区再投巨资改造第二批老旧小区[N];芜湖日报;2010年
7 本报记者 栗溶 夏合琴 实习记者 苏布达;青城从此不再内涝[N];呼和浩特日报(汉);2011年
8 记者 王文安;假如洪水来袭晋中城区能否挺住?[N];晋中日报;2011年
9 记者 张燕 周芳;问诊城市“内急”[N];第一财经日报;2011年
10 记者 安丽英通讯员 贾笑聪;我市排水管网春季疏通工作提前启动[N];邯郸日报;2008年
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1 耿艳芬;城市雨洪的水动力耦合模型研究[D];大连理工大学;2006年
2 刘家琳;基于雨洪管理的节约型园林绿地设计研究[D];北京林业大学;2013年
3 李旻;真空排水系统建模及仿真的研究[D];华中科技大学;2011年
4 吴晓丹;上海中心城区暴雨积水机理分析[D];华东师范大学;2012年
5 岑丽辉;明渠引排水系统的控制与优化[D];上海交通大学;2008年
6 殷剑敏;南昌市暴雨积涝模拟及气候风险评估研究[D];南京信息工程大学;2013年
7 何中杰;城市分布式泵站排水系统综合节能与协调优化控制研究[D];浙江大学;2009年
8 宋代风;可持续雨水管理导向下住区设计程序与做法研究[D];浙江大学;2012年
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1 乔力群;呼市供排水管网发展有限责任公司发展战略研究[D];内蒙古大学;2011年
2 常胜昆;基于商业软件的排水管网系统建模技术研究[D];北京工业大学;2011年
3 程立鼎;基于GIS的城市片区排水环境的评价与研究[D];昆明理工大学;2012年
4 叶蓓;成都市中心城区排水管网水动力模型建立及研究[D];成都理工大学;2011年
5 陈洪涛;蚁群算法在排水管网系统优化设计中的应用研究[D];天津大学;2012年
6 孔彦虎;基于GIS的城市排水管网数据处理与校验[D];云南大学;2012年
7 吴文俊;老城区排水管网收集效能诊断技术研究[D];清华大学;2010年
8 龙翼;图论在排水管网优化方面的应用[D];西南交通大学;2003年
9 周小莉;基于InfoWorks水力模型在排水管网运行管理中的应用[D];广州大学;2012年
10 沈莉芳;污水干管系统选线最优化决策方法研究[D];重庆大学;2004年
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