JP4398821B2 - Rainwater drainage control system - Google Patents
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Description
本発明は、雨水が流入するポンプ場に設置された雨水排水ポンプの運転制御を行う雨水排水制御システムに関する。 The present invention relates to a rainwater drainage control system that controls operation of a rainwater drainage pump installed in a pumping station into which rainwater flows.
地上に降り注いだ雨水は、通常、地中に設けられた流入幹線を経てポンプ場へ流入し、その後、雨水排水ポンプによって河川等へ排出される。このとき、ポンプ場に流入する雨水を、雨水排水ポンプによって河川等へ効率的に排出するために、様々な雨水排水ポンプの運転制御が行われている。 Rainwater that has fallen on the ground usually flows into the pump station via an inflow trunk line provided underground, and is then discharged to a river or the like by a rainwater drainage pump. At this time, operation control of various rainwater drainage pumps is performed in order to efficiently drain rainwater flowing into the pump station to a river or the like by the rainwater drainage pump.
雨水排水ポンプの運転制御においては、ポンプ場への雨水流入量や雨水の流入タイミング等の情報を精度良く把握することができれば、雨水排水ポンプの運転台数や起動・停止タイミングを正確に設定することができる。
このポンプ場への雨水流入量や雨水の流入タイミング等の情報を把握するために、レーダ雨量計、地上雨量計、流入渠水位計等から得られる計測値が用いられ、これらの計測値に基づいて雨水流出解析、雨水流入量予測が行われており、当該雨水流出解析、雨水流入量予測に基づいて雨水排水ポンプの運転制御が行われる。
In the operation control of rainwater drainage pumps, if the information such as the amount of rainwater inflow to the pumping station and the timing of rainwater inflow can be grasped accurately, the number of operating rainwater drainage pumps and the start / stop timing should be set accurately. Can do.
In order to grasp information such as the amount of rainwater inflow to this pumping station and the timing of rainwater inflow, measured values obtained from radar rain gauges, ground rain gauges, inflow water level gauges, etc. are used, and based on these measured values. Rainwater outflow analysis and rainwater inflow prediction are performed, and operation control of the rainwater drainage pump is performed based on the rainwater outflow analysis and rainwater inflow prediction.
ここで、ポンプ場への雨水流入量を予測する方法としては、例えば、物理モデルや概念モデルを用いて降雨の流出の時間的な変化を追跡するような、いわゆるホワイトボックス的なアプローチとよばれる、拡張RRL法(例えば、特許文献1参照)、MOUSE等の汎用流出解析ソフトの水理学モデルあるいは水文学モデル等が用いられる。雨水流入量を予測する他の方法としては、過去の降雨量と雨水流入量のデータのみから予測モデルを構築するような、いわゆるブラックボックス的なアプローチとよばれる、システム同定方法(例えば、特許文献2参照)あるいは重回帰分析等を用いることもできる。 Here, as a method for predicting the amount of rainwater flowing into the pumping station, for example, a so-called white-box approach is used in which a temporal change in rainfall outflow is tracked using a physical model or a conceptual model. An extended RRL method (see, for example, Patent Document 1), a hydraulic model or hydrological model of general runoff analysis software such as MOUSE or the like is used. Another method for predicting the stormwater inflow is a system identification method called a so-called black box approach in which a prediction model is constructed only from past rainfall and stormwater inflow data (for example, patent literature). 2) or multiple regression analysis can also be used.
ポンプ場への雨水流入量の予測結果に基づく雨水排水ポンプの運転制御方法としては、予め定められた設定水位に基づく設定水位自動制御を基本として、ポンプ場への雨水流入量の予測値を用いて設定水位の変更を行い、雨水排水ポンプの定格に基づいて雨水排水ポンプの運転台数等を調整する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。 The operation control method of the rainwater drainage pump based on the prediction result of the rainwater inflow rate to the pumping station is based on the preset water level automatic control based on the preset water level, and the predicted value of the rainwater inflow rate to the pumping station is used. A method of changing the set water level and adjusting the number of operating rainwater drainage pumps based on the rating of the rainwater drainage pump is known (for example, see Patent Document 3).
また、最近では上記のポンプ場への雨水流入量の予測および雨水排水ポンプの運転制御を、MOUSE等の海外の汎用ソフトにより行うシステムが多く用いられている。この汎用ソフトは、従来は雨水流出解析のシミュレータとしてオフラインで使用されてきたが、最近ではこの汎用ソフトをポンプ場の監視制御システムと連結してオンラインで動作することが行われている。 In recent years, a system that uses a general-purpose overseas software such as MOUSE to predict the amount of rainwater flowing into the pumping station and control the operation of the rainwater drainage pump is often used. Conventionally, this general-purpose software has been used offline as a rainwater runoff analysis simulator, but recently, this general-purpose software is connected to a pump station monitoring control system to operate online.
このように、雨水流入量の予測結果に基づく雨水排水ポンプの運転制御により、ポンプ場に流入する雨水を、河川等へ効率的に排出させることができる。この雨水排水ポンプの運転制御方法は多岐にわたっており、これらの運転制御方法を状況に応じて適切に、かつ精度よく達成することが重要視されている。 Thus, the rainwater flowing into the pumping station can be efficiently discharged to the river or the like by the operation control of the rainwater drainage pump based on the prediction result of the rainwater inflow amount. There are a wide variety of operation control methods for this rainwater drainage pump, and it is important to achieve these operation control methods appropriately and accurately according to the situation.
一方、雨水排水ポンプは1台あたりの排水量が大きく、ポンプ場における設置台数も多いので、ポンプ場における各々の雨水排水ポンプの合計の電力消費量が大きくなる。ここで、外部からポンプ場に供給される電力量に限界があるため、ポンプ場に自家発電設備を予め準備しておき、予め定められた一定台数(以下、設定台数ともいう)までの雨水排水ポンプは外部からポンプ場に供給される電力により運転が行われ、それ以降の台数の雨水排水ポンプは、自家発電設備が自家発電を行って発生する電力が供給されることにより運転が行われることとすることができる。 On the other hand, since the amount of drainage per stormwater drainage pump is large and the number of pumps installed in the pumping station is large, the total power consumption of each stormwater drainage pump at the pumping station is large. Here, since there is a limit to the amount of power supplied to the pump station from the outside, private power generation facilities are prepared in advance at the pump station, and rainwater drains up to a predetermined number (hereinafter also referred to as the set number). The pumps are operated by the electric power supplied to the pump station from the outside, and the storm water drainage pumps after that are operated by the electric power generated by the private power generation facilities. It can be.
ここで、上記の雨水排水制御システムにおいては、自家発電設備を用いて雨水排水ポンプの運転を行う場合、設定台数を超えた台数分の雨水排水ポンプの起動動作は自家発電設備を起動させた後に行われる。
しかしながら、従来の雨水排水制御システムでは、自動的に自家発電設備を適切なタイミングで起動させることができず、このため設定台数を超えた台数分の雨水排水ポンプの起動動作が遅れ、このことによりポンプ場からの雨水の排水が遅れて浸水被害を引き起こすおそれがあった。
また、自家発電設備の起動動作はオペレータにより手動で行われることが多く、オペレータに負担がかかるとともに、ヒューマンエラー等によって適切なタイミングで自家発電設備を起動することができない場合があった。
Here, in the rainwater drainage control system described above, when the rainwater drainage pump is operated using the private power generation facility, the activation operation of the rainwater drainage pump for the number exceeding the set number is performed after the private power generation facility is activated. Done.
However, the conventional rainwater drainage control system cannot automatically start the private power generation equipment at an appropriate timing, and therefore, the startup operation of the rainwater drainage pump for the number exceeding the set number is delayed. There was a risk that rainwater drainage from the pumping station would be delayed and cause inundation damage.
In addition, the startup operation of the private power generation facility is often manually performed by an operator, which places a burden on the operator and sometimes fails to start the private power generation facility at an appropriate timing due to a human error or the like.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、雨水排水ポンプの運転制御を行うとともに、この雨水排水ポンプに電力を供給する自家発電設備の運転制御を適切なタイミングで自動的に行うことができ、ポンプ場に流入する雨水を河川等へ確実かつ効率的に排出することができる雨水排水制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and controls the operation of the rainwater drainage pump and automatically controls the operation of the private power generation facility that supplies power to the rainwater drainage pump at an appropriate timing. It is an object of the present invention to provide a rainwater drainage control system that can be performed efficiently and can reliably and efficiently discharge rainwater flowing into a pump station to a river or the like.
本発明は、雨水が流入するポンプ場に設置され、このポンプ場からの排水を行う複数の雨水排水ポンプと、自家発電を行って、この自家発電により発生する電力を各雨水排水ポンプに供給する自家発電設備と、ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求める予測部と、この予測部で求めた予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプを制御して当該雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部と、ポンプ運転制御部から雨水排水ポンプに出力される雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングに関する信号が分岐して入力され、この信号に基づいて自家発電設備を制御して当該自家発電設備の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部とを有する雨水排水制御装置と、を備え、雨水排水制御装置においてポンプ運転制御部が複数設けられており、雨水排水制御装置は各ポンプ運転制御部の運転の切り換えを行う切換手段を更に有することを特徴とする雨水排水制御システムである。
このことにより、雨水排水ポンプの運転制御を行うとともに、この雨水排水ポンプに電
力を供給する自家発電設備の運転制御を適切なタイミングで自動的に行うことができ、ポ
ンプ場に流入する雨水を河川等へ確実かつ効率的に排出させることができる。
また、一のポンプ運転制御部を用いて各雨水排水ポンプの運転制御を行っている際に、このポンプ運転制御部に故障等のトラブルが生じて正常に動作しなくなった場合においても、切換手段によって自動的に他のポンプ運転制御部に切り換えることにより、雨水排水ポンプの運転制御を中断することなく続行することができる。
The present invention is installed in a pumping station into which rainwater flows, performs a plurality of rainwater drainage pumps that drain water from the pumping station, and performs in-house power generation, and supplies power generated by the in-house power generation to each rainwater drainage pump. Based on the in-house power generation facility, the forecasting unit that calculates the predicted inflow of rainwater flowing into the pumping station, and the number of operating stormwater drainage pumps by controlling multiple stormwater drainage pumps based on the predicted inflow rate obtained by this forecasting unit And / or a pump operation control unit that adjusts the operation timing, and a signal related to the number of operation and / or operation timing of the storm water drainage pump output from the pump operation control unit to the stormwater drainage pump is branched and input based on this signal. by controlling the self-generating facility and a rainwater discharge control device having a private power generation equipment operation control unit for adjusting the operation timing of the private power generation equipment Te Pump driving control section in the rainwater control apparatus provided with a plurality, storm drainage control device is a rainwater drainage control system characterized by further comprising a switching means for switching operation of each pump operation control unit.
This makes it possible to control the operation of the rainwater drainage pump and automatically control the private power generation facility that supplies power to the rainwater drainage pump at an appropriate timing. Can be discharged reliably and efficiently.
In addition, when the operation control of each storm water drainage pump is performed using one pump operation control unit, even when trouble such as a failure occurs in this pump operation control unit, it does not operate normally. By automatically switching to another pump operation control unit, the operation control of the rainwater drainage pump can be continued without interruption.
本発明の雨水排水制御システムにおいては、雨水排水制御システムの測定部を更に備え、雨水排水制御装置の予測部において、ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求めるために流入量予測モデルが構築され、この流入量予測モデルは測定部から送られた情報に基づいてオンラインで逐次的に更新されるようになっていることが好ましい。
このことにより、流域の降雨状態の変化に追従して流入量予測モデルの更新がなされ、雨水流入量の予測精度の劣化を抑えることができる。
In the rainwater drainage control system of the present invention, the rainwater drainage control system further includes a measurement unit, and the prediction unit of the rainwater drainage control device constructs an inflow amount prediction model in order to obtain the predicted inflow amount of rainwater flowing into the pumping station. The inflow amount prediction model is preferably updated on-line sequentially based on information sent from the measurement unit.
Accordingly, the inflow amount prediction model is updated following the change in the rainfall state of the basin, and deterioration of the prediction accuracy of the rainwater inflow amount can be suppressed.
雨水排水制御装置は、複数のポンプ運転制御部の各々の制御性能を予め定められた方法および周期で評価する評価手段を有しており、雨水排水制御装置の切換手段は、評価手段による各ポンプ運転制御部の制御性能の評価結果に基づいて、最良の制御性能を有するポンプ運転制御部に切り換えることが好ましい。
また、雨水排水制御装置の評価手段は、制御操作量、雨水排水ポンプ運転時間、雨水排水ポンプ運転コストの少なくともいずれか1つを指標とする最適制御問題を解くことにより複数のポンプ運転制御部の各々の制御性能の評価を行うことが好ましい。
このことにより、雨水排水プロセスの制御問題を定量的に評価することができ、このため、各雨水排水ポンプの運転時間を平準化し、これらの雨水排水ポンプの運転切換回数を少なくすることができ、また、雨水排水制御の高信頼性を得ることができ、安定した自動制御運用を行うことができる。
The storm water drainage control device has evaluation means for evaluating the control performance of each of the plurality of pump operation control units in a predetermined method and cycle, and the switching means of the stormwater drainage control device is provided by each pump by the evaluation means. It is preferable to switch to the pump operation control unit having the best control performance based on the evaluation result of the control performance of the operation control unit.
Moreover, the evaluation means of the stormwater drainage control device can solve the optimal control problem using at least one of the control operation amount, the stormwater drainage pump operation time, and the stormwater drainage pump operation cost as an index. It is preferable to evaluate each control performance.
By this, the control problem of the rainwater drainage process can be quantitatively evaluated, and therefore, the operation time of each rainwater drainage pump can be leveled, and the operation switching frequency of these rainwater drainage pumps can be reduced. Moreover, high reliability of rainwater drainage control can be obtained, and stable automatic control operation can be performed.
本発明の雨水排水制御システムにおいては、雨水排水制御装置の評価手段は、複数のポンプ運転制御部の各々の制御性能の評価における最適制御問題を解く際に、非線形モデル予測制御を適用することが好ましい。
このことにより、雨水排水制御装置における雨水排水制御問題を、制約条件を含む最適化問題に帰着させることができる。
In the rainwater drainage control system of the present invention, the evaluation means of the rainwater drainage control device may apply nonlinear model predictive control when solving the optimal control problem in the evaluation of the control performance of each of the plurality of pump operation control units. preferable.
As a result, the rainwater drainage control problem in the rainwater drainage control device can be reduced to an optimization problem including constraints.
本発明は、雨水が流入するポンプ場に設置され、このポンプ場からの排水を行う複数の雨水排水ポンプと、自家発電を行って、この自家発電により発生する電力を各雨水排水ポンプに供給する自家発電設備と、ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求める予測部と、この予測部で求めた予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプを制御して当該雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部と、ポンプ運転制御部から雨水排水ポンプに出力される雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングに関する信号が分岐して入力され、この信号に基づいて自家発電設備を制御して当該自家発電設備の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部とを有する雨水排水制御装置と、を備え、雨水排水制御装置のポンプ運転制御部は、運転制御における連続時間系と離散時間系とが混在するハイブリッド系を、変換係数を用いることにより連続時間系のみの系とみなしてこの運転制御を行うことを特徴とする雨水排水制御システムである。
このことにより、雨水排水ポンプの運転制御を行うとともに、この雨水排水ポンプに電
力を供給する自家発電設備の運転制御を適切なタイミングで自動的に行うことができ、ポ
ンプ場に流入する雨水を河川等へ確実かつ効率的に排出させることができる。
また、続時間系と離散時間系との間の混在部分が原因で生じうる雨水排水ポンプの運転および停止の繰り返しや回転数制御の不安定化を抑止することができ、また、オペレータが自動制御モードを手動操作モードに切り換えて雨水排水ポンプ等を操作する必要がなくなる。
The present invention is installed in a pumping station into which rainwater flows, performs a plurality of rainwater drainage pumps that drain water from the pumping station, and performs in-house power generation, and supplies power generated by the in-house power generation to each rainwater drainage pump. Based on the in-house power generation facility, the forecasting unit that calculates the predicted inflow of rainwater flowing into the pumping station, and the number of operating stormwater drainage pumps by controlling multiple stormwater drainage pumps based on the predicted inflow rate obtained by this forecasting unit And / or a pump operation control unit that adjusts the operation timing, and a signal related to the number of operation and / or operation timing of the storm water drainage pump output from the pump operation control unit to the stormwater drainage pump is branched and input based on this signal. A rainwater drainage control device having a private power generation facility operation control unit that controls the private power generation facility and adjusts the operation timing of the private power generation facility. The pump operation control unit of the rainwater drainage control device performs this operation control by regarding a hybrid system in which continuous time system and discrete time system in operation control are mixed as a system of only continuous time system by using a conversion coefficient. This is a rainwater drainage control system.
As a result, operation control of the rainwater drainage pump is performed, and electric power is supplied to the rainwater drainage pump.
Operation control of private power generation equipment that supplies power can be performed automatically at an appropriate timing.
Rainwater that flows into the pumping station can be discharged reliably and efficiently to rivers.
In addition, it is possible to prevent repeated operation and stoppage of the rainwater drainage pump and instability of the rotation speed control, which may occur due to the mixed part between the continuous time system and the discrete time system, and the operator can control automatically. It is not necessary to switch the mode to the manual operation mode and operate the rainwater drainage pump or the like.
本発明の雨水排水制御システムによれば、雨水排水ポンプの運転制御を行うとともに、この雨水排水ポンプに電力を供給する自家発電設備の運転制御を適切なタイミングで自動的に行うことができ、ポンプ場に流入する雨水を河川等へ確実かつ効率的に排出することができる。 According to the rainwater drainage control system of the present invention, the operation control of the rainwater drainage pump can be performed, and the operation control of the private power generation facility that supplies power to the rainwater drainage pump can be automatically performed at an appropriate timing. Rainwater that flows into the field can be reliably and efficiently discharged into rivers.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1および図2は、本発明の雨水排水制御システムの実施の形態を示す図である。このうち、図1は、雨水排水制御システムの全体構成を示す概略図であり、図2は、図1の雨水排水制御システムにおける雨水排水制御装置の構成を示す概略図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a rainwater drainage control system according to the present invention. Among these, FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the rainwater drainage control system, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the rainwater drainage control device in the rainwater drainage control system of FIG.
図1に示すように、雨水排水設備は、地中に設けられた流入幹線1と、流入渠2を介して流入幹線1に接続されたポンプ井3と、流入幹線1とポンプ井3との間に設けられた流入ゲート4とを有している。本発明による雨水排水制御システムはこの雨水排水設備を制御するものであり、ポンプ井3に設置された複数の雨水排水ポンプ5と、自家発電を行ってこの自家発電により発生する電力を各雨水排水ポンプ5に供給する自家発電設備30と、各雨水排水ポンプ5の運転制御を行う雨水排水制御装置11とを備えている。
As shown in FIG. 1, the rainwater drainage facility includes an
雨水排水設備のうち、流入幹線1は、地上へ降雨した雨水10を集水するようになっており、流入幹線1に集水された雨水10は、流入渠2を経てポンプ井3へ流入するようになっている。
また、ポンプ井3は、流入幹線1から流入渠2を介して送られてくる雨水10が貯留されるようになっている。
Among the rainwater drainage facilities, the
The pump well 3 is configured to store
さらに、各雨水排水ポンプ5は、雨水排水制御装置11に電気的に接続されており、ポンプ井3から雨水10を排出することができるようになっている。なお、雨水排水ポンプ5によってポンプ井3から排出された雨水10は、河川等へ放出されるようになっている。また、各雨水排水ポンプ5には吐出弁6が設けられており、吐出弁6の開閉の程度を調節することによって、ポンプ井3からの雨水10の排出量を調整することができるようになっている。そして、各雨水排水ポンプ5の稼働の有無等に係わる運転状況を示す信号5aや吐出弁6の開度等を示す信号6aが雨水排水制御装置11に送られるようになっている。
Further, each
流入渠2には、この流入渠2に流入した雨水10の水位を測定する流入渠水位計8が設けられており、また、ポンプ井3には、このポンプ井3に流入した雨水10の水位を測定するポンプ井水位計9が設けられている。流入渠水位計8およびポンプ井水位計9は雨水排水制御装置11に電気的に接続されており、それぞれの水位計により測定された流入渠水位信号13およびポンプ井水位信号14が雨水排水制御装置11に送られるようになっている。また、流入ゲート4の運転状況を示す信号4aも雨水排水制御装置11に送られるようになっている。
The inflow dredge 2 is provided with an inflow dredge
ポンプ井3が設置されているポンプ場の近傍の地表に地上雨量計7が設けられている。地上雨量計7は雨水排水制御装置11に電気的に接続されており、この地上雨量計7からの降雨量信号12が雨水排水制御装置11に送られるようになっている。
A
図2に示すように、雨水排水制御装置11は、ポンプ場へ流入する雨水10の予測流入量を求めるポンプ予測部42と、このポンプ予測部42で求めた予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプ5を制御して当該雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部43とを有している。
また、この雨水排水制御装置11は、ポンプ運転制御部43から雨水排水ポンプ5に出力される雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングに関する情報が分岐点11aで分岐して入力される自家発電設備予測部45と、自家発電設備予測部45による予測に基づいて自家発電設備30を制御して当該自家発電設備30の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部46とを有している。
ここで、ポンプ予測部42とポンプ運転制御部43とによりポンプ予測制御部41が構成され、また、自家発電設備予測部45と自家発電設備運転制御部46とにより自家発電設備予測制御部44が構成されている。
また、ポンプ予測制御部41には、このポンプ予測制御部41に雨水排水ポンプ起動・停止水位、雨水排水ポンプ5の運転順序等の信号を送るヒューマンインタフェース部47が電気的に接続されている。図2に示すように、このヒューマンインタフェース部47は自家発電設備予測制御部44にも電気的に接続されており、当該自家発電設備予測制御部44に自家発電設備制御パラメータ等の信号を送るようになっている。
As shown in FIG. 2, the rainwater
In addition, the rainwater
Here, the pump
The pump
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
降雨により発生した雨水10は流入幹線1に流入し、流入幹線1に流入した雨水10は流入渠2を介してポンプ井3に流入する。なお、ポンプ井3への雨水10の流入量は、流入ゲート4により調整される。
ポンプ井3に流入した雨水10は複数の雨水排水ポンプ5により河川等へ排出される。このとき、雨水10をポンプ井3から確実かつ効率的に排出するために、雨水排水制御装置11により各雨水排水ポンプ5の運転を制御している。
The
以下、雨水排水制御装置11による各雨水排水ポンプ5および自家発電設備30の運転制御の概略について図2を用いて説明する。
Hereinafter, the outline of operation control of each
まず、ポンプ予測部42において、流入量予測モデルを構築し、この流入量予測モデルに基づいて雨水流入量の予測値を演算する。
流入量予測モデルは、地上雨量計7からの降雨量信号12、雨水排水ポンプ5の運転状況に係わる信号5a、吐出弁6の開度等を示す信号6a、流入渠水位計8からの流入渠水位信号13、ポンプ井水位計9からのポンプ井水位信号14、流入ゲート4の運転状況を示す信号4aなどの各プロセス信号に基づいてオフラインで予め決定される。ここで、これらのプロセス信号を出力する地上雨量計7等を一括して測定部35とする。
First, the
The inflow prediction model includes a
ここで、ポンプ予測部42において構築される流入量予測モデルは、上記のようにオフラインで予め決定される代わりに、雨水排水制御システムの測定部35から送られた情報に基づいてオンラインで逐次的に更新されるものであってもよい。オンラインで逐次的に流入量予測モデルを更新する方法としては、例えばシステム同定手法における逐次最小2乗法が用いられる。この逐次最小2乗法は、計算負荷が小さく比較的小規模な計算機でも実装することができ、プロセスの変動に追随してモデルパラメータの更新ができるという特長を有している。
このように測定部35から送られた情報に基づいてオンラインで逐次的に流入量予測モデルを更新する方法を用いることにより、流域の降雨状態の変化に追従して流入量予測モデルの更新がなされ、雨水流入量の予測精度の劣化を抑えることができる。
Here, the inflow prediction model constructed in the
In this way, the inflow prediction model is updated following the change in the rainfall state of the basin by using the method of sequentially updating the inflow prediction model online based on the information sent from the
次に、ポンプ予測部42で演算された雨水流入量の予測値に基づいて、ポンプ運転制御部43は複数の雨水排水ポンプ5を制御して当該雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整する。
ここで、雨水排水ポンプ5の制御方法は、雨水流入量の予測値に基づいて直接的に雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整する方法を用いてもよく、また、雨水流入量の予測値を入力としポンプ井水位予測値を出力とするポンプ井水位予測モデルを構築し、このポンプ井水位予測モデルから出力されたポンプ井水位予測値に基づいて雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整する方法を用いてもよい。
さらに別の制御方法としては、予め設定されたポンプ井設定水位を用いた設定水位自動制御に対して、雨水流入量の予測値に基づいて設定水位補正値を演算し、その値に基づいて設定水位を変更することにより、雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整する方法を用いてもよく、また、さらに別の制御方法としては、汎用流出解析ソフトのポンプ制御機能を用いて雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整する方法を用いてもよい。
なお、上記の雨水排水ポンプ5の制御方法において、各種の設定水位および雨水排水ポンプ5の運転順序等はヒューマンインタフェース部47より与えられる。
Next, based on the predicted value of the amount of rainwater inflow calculated by the
Here, as a method for controlling the
As another control method, a set water level correction value is calculated based on the predicted value of the rainwater inflow amount for the set water level automatic control using the preset pump well set water level, and set based on that value. A method of adjusting the number of operation and / or operation timing of the rainwater drainage pumps 5 by changing the water level may be used. As another control method, a pump control function of general-purpose runoff analysis software is used. A method of adjusting the number of operation and / or operation timing of the
In the control method of the
そして、図2に示すように、ポンプ運転制御部43から雨水排水ポンプ5に出力される雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングに関する情報が分岐点11aで分岐して自家発電設備予測部45に入力される。
自家発電設備予測部45は、後述の自家発電設備運転制御部46による自家発電設備30の制御に用いられる運転タイミングを前述の入力された情報に基づいて演算し、演算結果をこの自家発電設備運転制御部46に送る。
自家発電設備運転制御部46は、自家発電設備予測部45で演算された演算結果に基づいて、自家発電設備30を制御して当該自家発電設備30の運転タイミングを調整する。また、自家発電設備運転制御部46から自家発電設備30に出力される自家発電設備30の運転タイミングに関する信号が、分岐点11bで分岐して再びポンプ予測部42に入力される。
なお、上記の自家発電設備30の制御方法において、自家発電設備30の制御パラメータ等はヒューマンインタフェース部47より与えられる。
And as shown in FIG. 2, the information regarding the number of operation and / or operation timing of the
The private power generation
The private power generation facility
In the control method of the private
また、図2に示すように、雨水排水制御装置11に送られる、地上雨量計7からの降雨量信号12、雨水排水ポンプ5の運転状況に係わる信号5a、流入渠水位計8からの流入渠水位信号13、ポンプ井水位計9からのポンプ井水位信号14、流入ゲート4の運転状況を示す信号4aなどの各プロセス信号に異常がある場合には、上述のポンプ予測制御部41および自家発電設備予測制御部44による自動制御が停止され、オペレータが手動で各雨水排水ポンプ5および自家発電設備30の運転制御を行う。
Further, as shown in FIG. 2, the
このような雨水排水制御装置11による運転制御の具体例について以下に説明する。
例えば、ポンプ運転制御部43において、ポンプ井設定水位に基づいて雨水排水ポンプ5の運転台数等の制御が行われている場合には、自家発電設備30から電力が供給されて最初に起動する雨水排水ポンプ5の起動設定水位(A)から、自家発電設備30の起動開始から起動完了までの時間をポンプ井水位に換算した値(B)を引いて、この差の水位値(=A−B)に基づいて自家発電設備30の起動が行われる。
これにより、自家発電設備30の起動が間に合わずに雨水排水ポンプ5の起動が遅れるという現象を回避することができる。
なお、この例における自家発電設備30の起動開始から起動完了までの時間をポンプ井水位に換算した値(B)は、ヒューマンインタフェース部47で予め設定されたものであってもよく、また、自家発電設備予測部45においてポンプ井水位の過去のデータに基づいて統計的に演算されたものであってもよい。
A specific example of operation control by the rainwater
For example, when the pump
Thereby, it is possible to avoid the phenomenon that the activation of the
Note that the value (B) obtained by converting the time from the start of start-up of the private
また、他の具体例において、ポンプ予測制御部41においてMOUSE等の汎用流出解析ソフトを適用する場合には、ポンプ運転制御部43から予測ポンプ起動時刻(C)が出力され、自家発電設備予測部45にこの予測ポンプ起動時刻(C)が入力される。そして、自家発電設備予測部45において入力された情報に基づいて、自家発電設備運転制御部46は、予測ポンプ起動時刻(C)よりも自家発電設備30の起動開始から起動完了までの時間分(D)だけ早い時刻に自家発電設備30を起動させる。
なお、この例における自家発電設備30の起動開始から起動完了までの時間(D)は、ヒューマンインタフェース部47で予め設定されたものであってもよく、また、自家発電設備予測部45において過去の自家発電設備30の起動時間データに基づいて統計的に演算されたものであってもよい。
In another specific example, when general-purpose outflow analysis software such as MOUSE is applied in the pump
In this example, the time (D) from the start of start-up of the private
また、雨水排水ポンプ5への電力供給を自家発電設備30のみならずポンプ場の外から買電することにより行っている場合には、複数の雨水排水ポンプ5の1台目からN台目までを買電による電力供給により運転し、N+1台目以降の雨水排水ポンプ5は自家発電設備30による電力供給により運転するものとすることができる。このような場合には、買電から自家発電設備30への電力の供給源の切換のタイミングを、ポンプ運転制御部43からの出力に基づいて自家発電設備予測部45により演算してもよい。
In addition, when power is supplied to the
本実施の形態によれば、雨水排水制御システムの雨水排水制御装置11は、ポンプ場へ流入する雨水10の予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプ5を制御して当該雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部43と、ポンプ運転制御部43から雨水排水ポンプ5に出力される雨水排水ポンプ5の運転台数および/または運転タイミングに関する信号が分岐して入力され、この信号に基づいて自家発電設備30を制御して当該自家発電設備30の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部46とを備えている。このため、雨水排水制御装置11は、複数の雨水排水ポンプ5の運転制御を行うとともに、この雨水排水ポンプ5に電力を供給する自家発電設備30の運転制御を適切なタイミングで自動的に行うことができ、ポンプ場に流入する雨水10を河川等へ確実かつ効率的に排出することができる。
According to the present embodiment, the rainwater
次に、本実施の形態の一変形例について図3を用いて説明する。
この変形例においては、図3に示すように雨水排水制御装置11が複数のポンプ運転制御部43を有している点が異なるのみであり、他は図1に示す雨水排水制御装置11とほぼ同様の構成となっている。なお、図3においてはポンプ予測部42の個数は一個であるが、このポンプ予測部42が複数設けられていてもよく、また、ポンプ予測部42とポンプ運転制御部43とを有するポンプ予測制御部41が複数設けられていてもよい。
この変形例における雨水排水制御装置11には、さらに運転中の一のポンプ運転制御部43が正常に動作しなくなった場合にこの異常事態を検知し、自動的に他のポンプ運転制御部43に運転を切り換える切換手段48が設けられている。
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.
This modification is different from the rainwater
The rainwater
雨水排水制御装置11が複数のポンプ運転制御部43を有しているため、一のポンプ運転制御部43を用いて各雨水排水ポンプ5の運転制御を行っている際に、このポンプ運転制御部43に故障等のトラブルが生じて正常に動作しなくなった場合においても、切換手段48によって自動的に他のポンプ運転制御部43に切り換えることができる。このため雨水排水ポンプ5の運転制御を中断することなく続行することができる。
Since the rainwater
また、複数の異なるポンプ運転制御部43の各々の制御性能を予め定められた方法および周期で評価する評価手段49が設けられており、この評価手段49により予め定められた周期毎に制御性能を評価し、評価手段49からの評価結果に基づいて切換手段48により最良の制御性能を有するポンプ運転制御部43に切り換えて各雨水排水ポンプ5の運転制御を行うことができる。
Also, an evaluation means 49 for evaluating each control performance of the plurality of different pump
具体的に説明すると、評価手段49による複数の異なるポンプ運転制御部43の各々の制御性能の評価方法としては、予め定められた周期毎に、各ポンプ運転制御部43の制御性能を例えばポンプ運転制御部43の制御操作量、雨水排水ポンプ運転時間、雨水排水ポンプ運転コスト等を指標とする最適制御問題を解くことにより評価する方法が用いられる。
そして、評価手段49からの評価結果に基づいて、切換手段48によって最適な制御性能を有するポンプ運転制御部43に切り換えられ、このポンプ運転制御部43の出力信号が各雨水排水ポンプ5に送られることとなる。
Specifically, as a method for evaluating the control performance of each of the plurality of different pump
Then, based on the evaluation result from the evaluation means 49, the switching means 48 switches to the pump
上記の評価方法に係わる最適制御問題を解くことにより、雨水排水プロセスの制御問題を定量的に評価することができる。このため、各雨水排水ポンプ5の運転時間を平準化し、これらの雨水排水ポンプ5の運転切換回数を少なくすることができ、また、雨水排水制御の高信頼性を得ることができ、安定した自動制御運用を行うことができる。
By solving the optimal control problem related to the above evaluation method, the control problem of the rainwater drainage process can be quantitatively evaluated. For this reason, the operation time of each
また、上記の複数の異なるポンプ運転制御部43の各々の制御性能の評価をオンラインで行うことが好ましい。仮に、このような制御性能の評価をオフラインで行う場合には、一旦システムから切り離して作業を行い、評価作業を行い、再度システムに組み込むという作業が生じるため、時間がかかるとともに、オペレータがいない無人のポンプ場では自動制御を継続する必要がある場合に対処することができないという問題があるが、オンラインで制御性能の評価を行うことにより、上記問題を解決することができる。
In addition, it is preferable that the control performance of each of the plurality of different pump
評価手段49は、上記の評価方法に係わる最適制御問題を解くために、例えばReceding Horizon制御等の非線形モデル予測制御を適用している。Receding Horizon制御とは、最適化問題を解く区間をサンプリング周期毎にシフトしながらオンライン最適化を繰り返す制御方法であり、制約条件を陽の形で取り扱うことができる。すなわち、制御入力やプロセス入力にかかる制約条件を直接的に制御アルゴリズムに反映させることができる。この場合、制約条件としては、例えば雨水流入量やポンプ井水位の上下限値が用いられる。このような非線形モデル予測制御を用いることにより、雨水排水制御装置11における雨水排水制御問題を、制約条件を含む最適化問題に帰着させることができる。
The evaluation means 49 applies nonlinear model predictive control such as Receding Horizon control, for example, in order to solve the optimal control problem related to the above evaluation method. Receding Horizon control is a control method in which online optimization is repeated while shifting an interval for solving an optimization problem for each sampling period, and the constraint condition can be handled in an explicit form. That is, it is possible to directly reflect the constraint conditions concerning the control input and the process input in the control algorithm. In this case, as the constraint condition, for example, the rainwater inflow amount and the upper and lower limit values of the pump well level are used. By using such nonlinear model predictive control, the rainwater drainage control problem in the rainwater
最適制御問題を解く方法としては、分岐限定法や遺伝的アルゴリズムなどを適用する方法が挙げられる。分岐限定法とは、解空間上の部分空間を一括してチェックし、当該空間内に解候補が存在しうるかどうかを事前に検証する方法であり、この方法により、不必要な検索手続きを予め排除することができ、演算時間はかかるが最適解を検索することができる。遺伝的アルゴリズムを適用した場合には、最適解ではなく準最適解しか検索することができないが、局所的な極小解に陥りにくいことや高速演算を行うことができることなどの利点がある。 As a method for solving the optimal control problem, a method using a branch and bound method, a genetic algorithm, or the like can be cited. The branch and bound method is a method in which a partial space on the solution space is checked at a time and whether or not a solution candidate can exist in the space is verified in advance. It can be eliminated, and the optimal solution can be searched although it takes a long calculation time. When a genetic algorithm is applied, only a suboptimal solution can be searched instead of an optimal solution, but there are advantages such as being less likely to fall into a local minimal solution and performing high-speed computation.
このように、評価手段49が、雨水排水制御装置11における最適制御問題を解く際に、Receding Horizon制御等の非線形モデル予測制御を適用することにより、体系的に制御を行うことができ、常に最適な制御性能を有するポンプ運転制御部43により雨水排水ポンプ5の制御を行うことができるので、各雨水排水ポンプ5の運転時間を平準化し、これらの雨水排水ポンプ5の運転切換回数を少なくすることができ、また、オペレータが手動で操作することなく安定した自動制御運用を行うことができる。
In this way, when the evaluation means 49 solves the optimal control problem in the rainwater
ところで、雨水排水制御装置11が複数のポンプ運転制御部43を有している場合には、前述のように切換手段48によって離散的なポンプ運転制御部43の切り換え作業を行う必要がある。
また、雨水排水制御装置11において、ポンプ運転制御部43による運転制御のうち雨水排水ポンプ5の回転数の制御やポンプ予測部42による予測は連続時間系である。一方、ポンプ運転制御部43による運転制御のうち雨水排水ポンプ5の運転台数の制御は離散時間系である。
このような連続時間系と離散時間系が混在する系はハイブリッド系とよばれる。すなわち、雨水排水制御装置11による雨水排水制御系はハイブリッド制御系とよばれるものである。
By the way, when the rainwater
In the rainwater
Such a system in which a continuous time system and a discrete time system are mixed is called a hybrid system. That is, the rainwater drainage control system by the rainwater
仮に、雨水排水制御装置11による雨水排水制御系がハイブリッド制御系であることを考慮しないで雨水排水制御装置11における制御系を構築すると、連続時間系と離散時間系の間の混在部分において不連続現象が発生し、雨水排水ポンプ5の起動および停止の繰り返しを誘発してしまうおそれがある。このことにより、雨水排水制御系が不安定となり、オペレータが自動制御モードを手動操作モードに切り換えて雨水排水ポンプ5を操作する必要が生じ、オペレータへの負担が大きくなるという問題が生じるおそれがある。
If the control system in the stormwater
このため、連続時間系と離散時間系の間で適当な変数変換を行うことにより、制御系を連続時間系とみなす処理が行われる。
例えば、雨水流入量の予測値から直接的に雨水排水ポンプ5の運転台数を判定する場合において、下記式(1)および式(2)により表されるシステムについて以下に検討する。
For this reason, the process which regards the control system as a continuous time system is performed by performing an appropriate variable conversion between the continuous time system and the discrete time system.
For example, when determining the number of operating rainwater drainage pumps 5 directly from the predicted value of the amount of inflow of rainwater, the system represented by the following formulas (1) and (2) will be examined below.
Q(t+1)=aQ(t)+bu(t) ・・・ 式(1)
N(t)= 1 (if Q(t)≦3)
2 (if 3<Q(t)≦6)
3 (if 6<Q(t) ・・・ 式(2)
u(t)は降雨等の雨水流入量の予測モデルの入力であり、Q(t)は雨水流入量の予測値であり、N(t)は雨水排水ポンプの運転台数である。また、a、bは雨水流入量予測モデルのパラメータであり、オフラインで予め設定されるかあるいはオンラインで逐次的に決定されるものである。
Q (t + 1) = aQ (t) + bu (t) (1)
N (t) = 1 (if Q (t) ≦ 3)
2 (if 3 <Q (t) ≦ 6)
3 (if 6 <Q (t) (2)
u (t) is an input of a prediction model of the amount of rainwater inflow such as rain, Q (t) is a predicted value of the amount of rainwater inflow, and N (t) is the number of operating rainwater drainage pumps. Moreover, a and b are parameters of the rainwater inflow prediction model, and are set in advance offline or sequentially determined online.
上記式(2)のQ(t)とN(t)との関係は、連続値を入力して離散値を出力するものであるため、このQ(t)とN(t)との関係に補助変数を導入して、出力を連続変数として扱うことができる形式に変換する。
具体的には、混合論理動的モデル(MLDシステム:Mixed Logical Dynamical)が導入される。このMLDシステムは、論理記述を含んだ動的システムの表現方法であって、プロセスに含まれる離散的事象を論理変数で表しており、その定式化においては論理式を線形不等式で表すことを特徴としている。
Since the relationship between Q (t) and N (t) in the above equation (2) is that a continuous value is input and a discrete value is output, the relationship between Q (t) and N (t) Introduce auxiliary variables to convert the output to a form that can be treated as a continuous variable.
Specifically, a mixed logical dynamic model (MLD system: Mixed Logical Dynamic) is introduced. This MLD system is a method for representing a dynamic system including a logical description, wherein discrete events included in the process are represented by logical variables, and in the formulation, the logical expressions are represented by linear inequalities. It is said.
上記式(1)および式(2)により示されるシステムについて、このMLDシステムを例えば雨水流入量予測値と雨水排水ポンプ5の運転台数との関係に適用することにより、離散出力を連続変数として関連づけることができる。
具体的には、上記式(1)(2)により表されるシステムをMLDシステムとして表現すると、下記式(3)(4)となる。
For the system shown by the above formulas (1) and (2), the discrete output is related as a continuous variable by applying this MLD system to, for example, the relationship between the predicted value of storm water inflow and the number of operating storm water drain pumps 5. be able to.
Specifically, when the system represented by the above formulas (1) and (2) is expressed as an MLD system, the following formulas (3) and (4) are obtained.
〔δ1(t)=1〕←→〔Q(t)≦3〕
〔δ2(t)=1〕←→〔Q(t)≦6〕
δ3(t)=1 ・・・式(3)
N(t)=1・δ1(t)+2・(δ2(t)−δ1(t))+3・(δ3(t)−δ2(t))
・・・式(4)
δi(i=1、2、3)は離散値補助変数である。
[Δ 1 (t) = 1] ← → [Q (t) ≦ 3]
[Δ 2 (t) = 1] ← → [Q (t) ≦ 6]
δ 3 (t) = 1 Expression (3)
N (t) = 1 · δ 1 (t) + 2 · (δ 2 (t) −δ 1 (t)) + 3 · (δ 3 (t) −δ 2 (t))
... Formula (4)
δ i (i = 1, 2, 3) is a discrete value auxiliary variable.
なお、離散値出力を連続変数として扱うことができる方法であればこの方法に限定されることはない。また、離散時間系であるポンプ運転台数の判定部の出力は、連続時間値を出力するポンプ回転数制御部に入力されるので、この部分もハイブリッド系となり、同様の問題が生じるが、上記の変数変換を行うことにより連続時間系のモデルを構築することができ、この問題を解決することができる。 Note that the method is not limited to this method as long as the discrete value output can be handled as a continuous variable. In addition, since the output of the determination unit for the number of pumps operating in a discrete time system is input to the pump rotation speed control unit that outputs a continuous time value, this part also becomes a hybrid system, and the same problem occurs. By performing variable transformation, a continuous-time model can be constructed, and this problem can be solved.
このように、雨水排水制御系を連続時間系とすることによって、これまでのハイブリッド系であることにより体系的に制御系を構築することが容易ではなかった系を体系的に扱うことができる。このことにより、連続時間系と離散時間系との間の混在部分が原因で生じうる雨水排水ポンプ5の運転および停止の繰り返しや回転数制御の不安定化を抑止することができ、また、オペレータが自動制御モードを手動操作モードに切り換えて雨水排水ポンプ5等を操作する必要がなくなる。
Thus, by setting the rainwater drainage control system as a continuous time system, it is possible to systematically handle a system that has not been easy to systematically construct a control system because of the conventional hybrid system. As a result, repeated operation and stop of the
本実施の形態の他の変形例について説明する。
図1に示すように、雨水排水制御装置11に伝送路20を介して運転支援装置17を接続し、この運転支援装置17に、伝送路20を介して雨量レーダデータ処理装置19を接続してもよい。なお、雨量レーダデータ処理装置19には、雨量レーダ18から降雨量観測データ18aが送られる。
Another modification of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, a driving
雨量レーダデータ処理装置19は、雨量レーダ18から送られる降雨量観測データ18aに基づいて、例えば30分から数時間先のような一定時間先における降雨量および降雨強度の最大値の予測を行う。
そして、一定時間先における降雨量および降雨強度の最大値を予測した予測データ19aが、雨量レーダデータ処理装置19から伝送路20を介して運転支援装置17に送られる。
運転支援装置17では、雨量レーダデータ処理装置19から送られた予測データ19aに基づいて、一定時間先の降雨に対する雨水排水ポンプ5の必要運転台数等を決定する。このようにして運転支援装置17により決定された雨水排水ポンプ5の必要運転台数等に係わる情報は伝送路20を介して雨水排水制御装置11に送られる。
このことにより、早い段階で一定時間先の雨水排水ポンプ5の必要運転台数等を決定することができる。
The rainfall radar
Then,
The driving
This makes it possible to determine the required number of operating rainwater drainage pumps 5 for a certain period of time at an early stage.
本実施の形態の更に他の変形例について説明する。
図1に示すように、運転支援装置17に、気象情報が得られる気象情報端末21を、伝送路20を介して接続してもよい。
Still another modification of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, a weather information terminal 21 from which weather information can be obtained may be connected to the driving
気象情報端末21は、得られる気象情報から一定時間先における降雨量および降雨強度の最大値の予測を行う。従って、一定時間先における降雨量および降雨強度の最大値を予測した予測データ21aが、気象情報端末21から伝送路20を介して運転支援装置17に送られ、この運転支援装置17は一定時間先の降雨に対する雨水排水ポンプ5の必要運転台数等を決定する。このようにして運転支援装置17により決定された雨水排水ポンプ5の必要運転台数等に係わる情報は伝送路20を介して雨水排水制御装置11に送られる。
このことにより、早い段階で一定時間先の雨水排水ポンプ5の必要運転台数等を決定することができる。
The
This makes it possible to determine the required number of operating rainwater drainage pumps 5 for a certain period of time at an early stage.
本実施の形態の更に他の変形例について説明する。
雨水排水制御システムにおいて、上述の降雨予測や気象情報、流入量予測、水位予測などの各種予測情報またはそれらの現在値を用いて、天候モードを判定し、この天候モードに基づいて雨水排水の制御を行ってもよい。
具体的には、各種情報から小雨モードと判定された場合には、各雨水排水ポンプ5の運転を行わずに流入ゲート4を制御して、初期の雨水を予め設置してある増補幹線もしくは貯留管に送るようにする。このことにより汚濁濃度の高い初期の雨水が処理場やポンプ場に流入することを抑止することができる。
一方、小雨モードではない場合やポンプ井3の水位が規定値以上に達した場合には、ただちに各雨水排水ポンプ5の運転を行って雨水の排水処理を行う。
このように上述した各種予測情報を用いて天候モードを切り換えて雨水排水制御を行うことによって、近年重要視されている合流改善問題にも対処することができる。
Still another modification of the present embodiment will be described.
In the rainwater drainage control system, the weather mode is determined using various prediction information such as the above-mentioned rainfall prediction, weather information, inflow prediction, water level prediction, or their current values, and rainwater drainage control is performed based on this weather mode. May be performed.
Specifically, when it is determined that the light rain mode is selected from various information, the
On the other hand, when it is not in the light rain mode or when the water level of the pump well 3 reaches a specified value or more, each
As described above, by performing the rainwater drainage control by switching the weather mode using the various prediction information described above, it is possible to cope with the confluence improvement problem which has been regarded as important in recent years.
1 流入幹線
2 流入渠
3 ポンプ井
4 流入ゲート
4a 信号
5 雨水排水ポンプ
5a 信号
6 吐出弁
6a 信号
7 地上雨量計
8 流入渠水位計
9 ポンプ井水位計
10 雨水
11 雨水排水制御装置
11a、11b 分岐点
12 降雨量信号
13 流入渠水位信号
14 ポンプ井水位信号
17 運転支援装置
18 雨量レーダ
18a 降雨量観測データ
19 雨量レーダデータ処理装置
19a 予測データ
20 伝送路
21 気象情報端末
21a 予測データ
30 自家発電設備
35 測定部
41 ポンプ予測制御部
42 ポンプ予測部
43 ポンプ運転制御部
44 自家発電設備予測制御部
45 自家発電設備予測部
46 自家発電設備運転制御部
47 ヒューマンインタフェース部
48 切換手段
49 評価手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
自家発電を行って、この自家発電により発生する電力を各雨水排水ポンプに供給する自家発電設備と、
ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求める予測部と、この予測部で求めた予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプを制御して当該雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部と、ポンプ運転制御部から雨水排水ポンプに出力される雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングに関する信号が分岐して入力され、この信号に基づいて自家発電設備を制御して当該自家発電設備の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部とを有する雨水排水制御装置と、
を備え、
雨水排水制御装置においてポンプ運転制御部が複数設けられており、
雨水排水制御装置は各ポンプ運転制御部の運転の切り換えを行う切換手段を更に有することを特徴とする雨水排水制御システム。 A plurality of rainwater drainage pumps installed in a pumping station into which rainwater flows and draining from the pumping station;
A private power generation facility that performs private power generation and supplies each rainwater drainage pump with the power generated by the private power generation,
A prediction unit that calculates a predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump station, and a plurality of rainwater drainage pumps and / or operation timings by controlling a plurality of rainwater drainage pumps based on the predicted inflow amount calculated by the prediction unit. A pump operation control unit that adjusts the frequency, and a signal related to the number of operation and / or operation timing of the rainwater drainage pump that is output from the pump operation control unit to the rainwater drainage pump is branched and input. A rainwater drainage control device having a private power generation facility operation control unit that controls and adjusts the operation timing of the private power generation facility;
Equipped with a,
In the rainwater drainage control device, there are multiple pump operation control units,
The rainwater drainage control system further comprises switching means for switching the operation of each pump operation control unit .
雨水排水制御装置の切換手段は、評価手段による各ポンプ運転制御部の制御性能の評価結果に基づいて、最良の制御性能を有するポンプ運転制御部に切り換えることを特徴とする請求項1記載の雨水排水制御システム。 The rainwater drainage control device has an evaluation means for evaluating each control performance of the plurality of pump operation control units in a predetermined method and cycle,
2. The rainwater according to claim 1 , wherein the switching means of the rainwater drainage control device switches to the pump operation control section having the best control performance based on the evaluation result of the control performance of each pump operation control section by the evaluation means. Drainage control system.
自家発電を行って、この自家発電により発生する電力を各雨水排水ポンプに供給する自家発電設備と、
ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求める予測部と、この予測部で求めた予測流入量に基づいて、複数の雨水排水ポンプを制御して当該雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングを調整するポンプ運転制御部と、ポンプ運転制御部から雨水排水ポンプに出力される雨水排水ポンプの運転台数および/または運転タイミングに関する信号が分岐して入力され、この信号に基づいて自家発電設備を制御して当該自家発電設備の運転タイミングを調整する自家発電設備運転制御部とを有する雨水排水制御装置と、
を備え、
雨水排水制御装置のポンプ運転制御部は、運転制御における連続時間系と離散時間系とが混在するハイブリッド系を、変換係数を用いることにより連続時間系のみの系とみなしてこの運転制御を行うことを特徴とする雨水排水制御システム。 A plurality of rainwater drainage pumps installed in a pumping station into which rainwater flows and draining from the pumping station;
A private power generation facility that performs private power generation and supplies each rainwater drainage pump with the power generated by the private power generation,
A prediction unit that calculates a predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump station, and a plurality of rainwater drainage pumps and / or operation timings by controlling a plurality of rainwater drainage pumps based on the predicted inflow amount calculated by the prediction unit. A pump operation control unit that adjusts the frequency, and a signal related to the number of operation and / or operation timing of the rainwater drainage pump that is output from the pump operation control unit to the rainwater drainage pump is branched and input. A rainwater drainage control device having a private power generation facility operation control unit that controls and adjusts the operation timing of the private power generation facility;
Equipped with a,
The pump operation control unit of the rainwater drainage control device performs this operation control by regarding a hybrid system in which continuous time system and discrete time system in operation control are mixed as a system of only continuous time system by using a conversion coefficient. Rainwater drainage control system characterized by .
雨水排水制御装置の予測部において、ポンプ場へ流入する雨水の予測流入量を求めるために流入量予測モデルが構築され、この流入量予測モデルは測定部から送られた情報に基づいてオンラインで逐次的に更新されるようになっていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の雨水排水制御システム。 In the prediction unit of the stormwater drainage control device, an inflow prediction model is constructed in order to obtain the predicted inflow of rainwater flowing into the pump station, and this inflow prediction model is sequentially updated online based on information sent from the measurement unit. The rainwater drainage control system according to any one of claims 1 to 5, wherein the rainwater drainage control system is renewed automatically.
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