用于削减溢流污染的泵控制方法、系统、介质及电子设备与流程

本申请属于生态环保，特别是城市污水治理。

背景技术：

1、无论是分流制还是合流制，形成城市水体雨天黑臭的主要原因在于初期雨水冲刷效应和原本沉积于管道中的黑泥被扰动形成的污水未经处理直接进入受纳水体，超过了水体的自净能力，导致水体呈现黑色和恶臭气味。

2、有效防治城市水体黑臭的关键在于降低初期雨水的污染程度，具体措施包括实施雨污分流改造、净化径流污染或提升排水系统的雨天截污能力。然而，由于高密度城区可利用空间有限以及工程建设和后期维护成本高等因素，导致大规模开展排水系统改造难以有效实现。后两种措施相对分流改造更易实现，净化径流污染是从污染源头上进行防控，而雨天截污为防止初期径流污水直接进入受纳水体。

3、对于雨天截污来说，目前，普遍是通过泵站操作人员依靠管理经验，人为控制污水泵或雨水泵的运行。这种方式很难保证泵开关的最优方案。但现有技术的方案中通常仅考虑液位变化情况，而在污染大的初期径流中，将水质作为优化目标的泵管控符合“防内涝与防污染”双向安全策略的紧迫要求。

技术实现思路

1、本申请提供一种用于削减溢流污染的泵控制方法、系统、介质及电子设备，用于减少城市排水系统中污水的溢流污染。

2、第一方面，本申请实施例提供一种用于削减溢流污染的泵控制方法，包括： s1，监测并获取泵站前池水体的荧光数据和水位数据；所述荧光数据包括色氨酸相对峰强度数据、酪氨酸相对峰强度数据和人为腐殖酸相对峰强度数据，分别用于指示生活污水、管道底泥和径流污水； s2，将所述荧光数据和所述水位数据输入到预先训练的泵智能控制模型，通过所述泵智能控制模型输出泵最优控制策略； s3，基于所述泵最优控制策略对排水系统中的泵进行控制，以削减溢流污染。

3、在所述第一方面的一种实现方式中，在获取所述荧光数据之后还包括：对所述荧光数据进行归一化处理，以供所述泵智能控制模型将不同时段的荧光数据进行比较分析，最优控制策略。

4、在所述第一方面的一种实现方式中，获取泵站前池水体的荧光数据和水位数据包括：分别对旱天时段和雨天时段的荧光数据进行存储；基于存储的所述荧光数据，获取降雨之前旱天时段所述荧光数据中各组分的峰强度平均值数据和雨天时所述荧光数据中各组分的相对峰强度数据。

5、在所述第一方面的一种实现方式中，还包括：s4，训练所述泵智能控制模型；所述训练所述泵智能控制模型包括：s41，获取至少包括污水泵和雨水泵运行数据、所述水位数据以及所述荧光数据的历史泵控制数据和历史决策数据；s42，基于所述历史泵控制数据和adam算法对深度q网络学习模型进行训练，生成所述泵智能控制模型。

6、在所述第一方面的一种实现方式中，还包括：s43，更新所述泵智能控制模型，包括：获取所述泵智能控制模型生成的泵控制策略，并基于历史决策数据和预设评分方式对所述泵智能控制模型生成的泵控制策略进行评分，获取分值最高的泵控制策略，并基于分值最高的泵控制策略更新所述泵智能控制模型。

7、在所述第一方面的一种实现方式中，所述预设评分方式为：

8、；

9、；

10、其中，为更新后的评分分值，为更新前的评分分值，为t时刻的环境状态，为t时刻的做出的泵控制策略，为最高评分泵控制策略，为t+1时刻的环境状态，为泵控制策略，r为在状态s下采取动作泵控制策略后获得的奖励值，为学习率，为折现系数。

11、在所述第一方面的一种实现方式中，所述排水系统中的泵包括污水泵、调蓄雨水泵以及放江雨水泵；所述基于所述泵最优控制策略对排水系统中的污水泵和雨水泵进行控制包括：s31，当实时水位小于溢流水位线时，判断同时刻雨天酪氨酸或人为腐殖酸相对峰强度是否大于等于对应的旱天酪氨酸均值或人为腐殖酸均值×第一校正倍数，若是，则控制所述污水泵开启，所述调蓄雨水泵和所述放江雨水泵关闭，若否，则继续执行s32；s32，当实时水位大于等于溢流水位线时，控制所述污水泵打开，所述调蓄雨水泵和所述放江雨水泵关闭，并判断同时刻雨天色氨酸相对峰强度是否小于旱天色氨酸均值×第二校正倍数，若是，则控制所述污水泵，所述调蓄雨水泵以及所述放江雨水泵关闭，若否，则继续执行s33；s33，当实时水位大于等于雨水泵放江水位线时，判断同时刻雨天色氨酸相对峰强度是否小于旱天色氨酸均值×第二校正倍数，若是，则控制所述污水泵和所述调蓄雨水泵关闭、所述放江雨水泵开启；若否，则控制所述污水泵和所述放江雨水泵关闭，所述调蓄雨水泵开启，当在后续时刻检测到雨天色氨酸相对峰强度是否小于旱天色氨酸均值×第二校正倍数时，控制所述污水泵和所述调蓄雨水泵关闭、所述放江雨水泵开启；s34，当实时水位小于等于安全水位时，控制所述污水泵，所述调蓄雨水泵以及所述放江雨水泵关闭；其中，所述第一校正倍数为同时段的雨天酪氨酸相对峰强度与旱天酪氨酸均值的比值或为同时段的雨天人为腐殖酸相对峰强度与旱天人为腐殖酸均值的比值；所述第二校正倍数为同时段的雨天色氨酸相对峰强度与旱天色氨酸均值的比值。

12、第二方面，本申请实施例还提供一种用于削减溢流污染的泵控制系统，包括：环境感知模块，用于监测泵站前池水体的荧光数据和水位数据；所述荧光数据包括色氨酸相对峰强度数据、酪氨酸相对峰强度数据和人为腐殖酸相对峰强度数据，分别用于指示生活污水、管道底泥和径流污水；信号处理模块，用于获取并处理泵站前池水体的荧光数据和水位数据； 人工智能模块，用于将所述荧光数据和所述水位数据输入到预先训练的泵智能控制模型，通过所述泵智能控制模型输出泵最优控制策略；泵控制模块，用于基于所述泵最优控制策略对排水系统中的泵进行控制，以削减溢流污染；数据管理模块，用于配置水位数据和泵运行数据。

13、第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请第一方面中任一项所述的用于削减溢流污染的泵控制方法。

14、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，调用所述计算机程序时执行本申请第一方面中任一项所述的用于削减溢流污染的泵控制方法。

15、本申请通过实时监测各泵站内污染物的荧光强度和泵站水位，基于深度强化学习对排水系统中的泵的运行逻辑进行智慧化判断，实现排水系统泵站在雨天时的最优化控制，实现精准截污，有效降低城市排水系统中污水的溢流污染，并减少高流量对污水处理厂工艺的冲击。

技术特征：

1.一种用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，在获取所述荧光数据之后还包括：对所述荧光数据进行归一化处理，以供所述泵智能控制模型将不同时段的荧光数据进行比较分析，最优控制策略。

3.根据权利要求1或2所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，获取泵站前池水体的荧光数据和水位数据包括：

4.根据权利要求3所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，还包括：s4，训练所述泵智能控制模型；所述训练所述泵智能控制模型包括：

5.根据权利要求4所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，还包括：s43，更新所述泵智能控制模型，包括：

6.根据权利要求5所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，所述预设评分方式为：

7.根据权利要求2所述的用于削减溢流污染的泵控制方法，其特征在于，所述排水系统中的泵包括污水泵、调蓄雨水泵以及放江雨水泵；所述基于所述泵最优控制策略对排水系统中的污水泵和雨水泵进行控制包括：

8.一种用于削减溢流污染的泵控制系统，其特征在于，至少包括：

9.一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，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的用于削减溢流污染的泵控制方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

技术总结本申请提供一种用于削减溢流污染的泵控制方法、系统、介质及电子设备，属于节能环保技术领域，所述方法包括：S1，监测并获取泵站前池水体的荧光数据和水位数据；所述荧光数据包括色氨酸相对峰强度数据、酪氨酸相对峰强度数据和人为腐殖酸相对峰强度数据，分别用于指示生活污水、管道底泥和径流污水；S2，将荧光数据和水位数据输入到预先训练的泵智能控制模型，通过泵智能控制模型输出泵最优控制策略；S3，基于泵最优控制策略对排水系统中的泵进行控制，以削减溢流污染。本申请通过实时监测各泵站内污染物的荧光强度和泵站水位，实现排水系统泵站在雨天时的最优化控制，实现精准截污，有效降低城市排水系统中污水的溢流污染。技术研发人员：陈浩,郭亚丽,叶建锋,唐建飞,方宁,朱弈,张婷受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30