《城市排水系统实时控制方法研究进展》魔法香蕉nanb

1、1.前言

　　城市排水系统是城市基础设施的重要组成部分，其安全、高效、稳定的运行对于实现城市环境保护和城市内涝防治具有不可替代的作用。随着城市化进程的加快，城市排水系统的规模和复杂度也在不断增加。城市排水系统的关注点也从传统的控制技术向更加高效、可靠、自动化和节能的方向转变，城市排水系统的控制手段也在不断升级和优化，利用新兴技术对城市排水系统进行优化控制也成为了重要的研究方向[[[] James L Webber, Tim Fletcher, Raziyeh Farmani, David Butler, Peter Melville-Shreeve, Moving to a future of smart stormwater management: A review and framework for terminology, research, and future perspectives[J]. Water Research, Volume 218, 2022, 118409.]]。
　　随着人工智能、机器学习等新技术的兴起促进了“智慧城市排水系统”的发展，主要包括传感器技术、物联网技术、数据分析技术等方面的应用[[[] 尹海龙,张惠瑾,徐祖信.城市排水系统智慧决策技术研究综述[J].同济大学学报(自然科学版),2021,49(10):1426-1434.]]。其中，对智能城市排水系统的优化控制可以通过实现对排水管道、泵站、闸门、蓄水池等流量控制相关设施的实时监测和控制，从而提高排水系统的整体运行效率和稳定性，这将极大地促进城市排水系统的可持续发展，实现城市环境保护和资源利用的最大化。

　　基于“城市排水系统（urban drainage system）”、“优化控制（optimal control）”为关键词检索17-23年Web Of Science数据库的结果如图1，排除检索关键词外“实时控制（real time control）”、“算法（algorithm）”“模拟（simulation）”等术语成为了近年来城市排水系统管理相关领域内的关注热点，这也是城市排水系统优化控制的重要方法。
　　近年来，随着水环境治理标准的提高以及对模型应用要求的提高，基于机理模型和数据驱动的排水系统优化控制在城市排水系统管理方面得到了广泛的研究和应用。城市排水系统的优化控制，即结合算法智能化生成控制策略，对排水系统中闸门、泵等流量可控设施进行实时控制（Real-time control，RTC）[[[] TIAN W, LIAO Z, ZHI G, etc. Combined Sewer Overflow and Flooding Mitigation Through a Reliable Real-Time Control Based on Multi-Reinforcement Learning and Model Predictive Control[J]. Water Resources Research, 2022, 58(7): e2021WR030703.]]。通过RTC技术能够充分调动排水系统的调蓄及传输能力，实现排水系统的高效运行。