JPH04187881A - River basin pump station operation supporting system - Google Patents

River basin pump station operation supporting system

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JPH04187881A
JPH04187881A JP31476090A JP31476090A JPH04187881A JP H04187881 A JPH04187881 A JP H04187881A JP 31476090 A JP31476090 A JP 31476090A JP 31476090 A JP31476090 A JP 31476090A JP H04187881 A JPH04187881 A JP H04187881A
Authority
JP
Japan
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pump
inflow
basin
water level
simulation
Prior art date
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Pending
Application number
JP31476090A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomio Yamada
富美夫 山田
Mitsuo Oku
奥 満男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04187881A publication Critical patent/JPH04187881A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide highly reliable support by entering in a river-basin sewer age process simulation means with an operating condition setting means and a process value input means, calculating the result with an inflow load smooth ness calculation means and judging an optimum operation with an optimum operation judging means. CONSTITUTION:All kinds of pump operating conditions such as pump using precedence, starting, stopping water level and inflow drain operational water level of each pump station of a river-basin sewerage are set by an operating condition means 1; pump well water level, inflow drain water level and the pump operating condition of each pump station are entered as a process value by a process value input means 2, and simulated by a river-basin sewerage process simulation means 3 composed of pumping, pipe storage, sewage water transfer and sewage water inflow process. Dispersion of time fluctuation of a terminal treatment plant inflow obtained through the simulation is calculated as inflow load smoothness to the terminal treatment plant by a inflow load smoothness calculation means 4, pump operation of the best smoothness is judged as the optimum operation by an optimum operation judging means 5 and outputted to an operation program output means 6.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は複数のポンプ場と終末処理場とからなる流域下
水道における各ポンプ場の効率的な運用を支援し得るよ
うにした流域ポンプ場運転支援装置に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention is designed to support efficient operation of each pumping station in a basin sewerage system consisting of a plurality of pumping stations and final treatment plants. This relates to a basin pumping station operation support system.

(従来の技術) 一般に、流域下水道とは、行政区域にとられれることな
く、一つの河川・湖沼などの流域にある二つ以上の市町
村の公共下水道から流れてくる下水を広域的に集めて、
終末処理場で浄化し、公共用水域に放流する大規模な下
水道である。このため、流域下水道の中継ポンプ場群を
管理センターで総合的に管理、運営する遠方監視制御シ
ステムの検討を行なう必要がある。そして、かかる中継
ポンプ場群の現状の管理体制としては、各ポンプ場毎に
運転員を配置した有人管理体制が行なわれている。
(Conventional technology) In general, basin sewerage is a system that collects sewage flowing from the public sewers of two or more municipalities in the basin of one river, lake, etc. over a wide area, without being restricted to administrative areas. ,
This is a large-scale sewage system that purifies waste at a final treatment plant and discharges it into public water bodies. For this reason, it is necessary to consider a remote monitoring and control system that comprehensively manages and operates the relay pumping stations of the basin sewer system at a management center. The current management system for such a group of relay pumping stations is a manned management system in which an operator is assigned to each pumping station.

下水の中継ポンプ場は、流域の下水の送水、雨水の排除
を目的としているが、これらはほとんど終末処理場に流
入するため、終末処理場が安定して運転されるためには
、中継ポンプ場を一元的に管理することが必要となる。
The purpose of sewage relay pumping stations is to transport sewage and remove rainwater from the basin, but most of this flows into the final treatment plant, so in order for the final treatment plant to operate stably, relay pumping stations are required. It is necessary to centrally manage the

また、ポンプ場を効率的に運用するためには、ポンプ場
群、および管渠、管網などを把握し、プロセスの変化、
異常に対して、迅速で的確な判断が必要になる。
In addition, in order to operate pumping stations efficiently, it is necessary to understand pumping station groups, pipes, pipe networks, etc., and to understand process changes and
It is necessary to make quick and accurate judgments regarding abnormalities.

しかしながら、現在のところこれらのほとんどか運転員
の経験とかんに頼っており、集中監視制御体制とした場
合には、オペレータにとって大きな負担となる。
However, at present, most of these systems rely on the operator's experience, and if a centralized monitoring and control system is used, this will place a heavy burden on the operator.

以下、かかる点について、第12図に示す流域下水道を
例にとって具体的に説明する。
Hereinafter, this point will be specifically explained using the basin sewer system shown in FIG. 12 as an example.

第12図において、流域は大きく幹線系統Aと幹線系統
Bとに分かれ、それぞれ中継ポンプ場A1〜A4.B、
〜B2を介して、ポンプ場Cで1つになって流入してい
る。さらに、ポンプ場Cで中継された下水は、終末処理
場りへと送水される。
In Fig. 12, the basin is broadly divided into trunk system A and trunk system B, with relay pumping stations A1 to A4, respectively. B,
~B2, and flow into one unit at pumping station C. Furthermore, the sewage relayed at pump station C is sent to a final treatment plant.

さて、これらの流域下水道におけるポンプ運転の目的は
、 (a)ポンプ場を浸水させないこと (b)終末処理場流入負荷が平滑化することの2つであ
る。流域下水道においては、毎日流入下水量が変動して
おり、流入量に応じたきめ細かなポンプ運転を行なって
いる。例えば、ポンプ場B2では、流入量に応じて適切
な容量の号機を選定し、ポンプ場Cては、流入量に応じ
て適切な複数の号機の組合せを選定している。
The purposes of pump operation in these drainage basins are (a) to prevent flooding of pumping stations, and (b) to smooth out the inflow load to final treatment plants. In the basin sewer system, the amount of inflowing sewage fluctuates every day, and pumps are operated carefully according to the amount of inflow. For example, at pump station B2, a machine with an appropriate capacity is selected depending on the inflow amount, and at pump station C, an appropriate combination of a plurality of machines is selected depending on the inflow amount.

また、レベルスイッチ方式によるポンプ自動運転による
運転員の負担軽減が一部のポンプ場で実施されてきてい
るが、それ以外のポンプ場においては、ポンプの運転状
況や流入量に応じたきめ細かなポンプ運転を、手動運転
に頼っているのが実情である。
In addition, some pumping stations have reduced the burden on operators by automatically operating pumps using a level switch system, but at other pumping stations, pumps are The reality is that vehicles rely on manual operation.

流域におけるポンプ使用の基本は、まず大容量ポンプの
1台運転である。そして、もし流入量が大きく1台運転
で足りなくなったら、2台目を追加起動する。これは原
理的には、レベルスイッチ方式によるポンプ自動運転に
近い運転である。
The basics of pump use in watersheds is the operation of a single large-capacity pump. If the amount of inflow is large enough for one unit to operate, a second unit is additionally activated. In principle, this operation is similar to automatic pump operation using a level switch method.

実際の手動運転では、運転状況や流入量に応じて号機の
入れ替えなどが行なわれているが、処理場流入負荷の平
滑化という観点から、その判断基準や論理が明確になっ
ていない。すなわち、このように運転すれば、ポンプ運
転上好ましいとか、こういう流入の時はこの号機を選べ
ば、終末処理場流入負荷の平滑化につながる、というよ
うな判断基準や論理が明確でなく、人間の限られた情報
処理能力の範囲内でポンプを運転しようとすると、上述
の目的を達成する最適な運転の実現が非常に困難である
In actual manual operation, units are replaced depending on the operating conditions and inflow volume, but the criteria and logic for this decision are not clear from the perspective of smoothing the inflow load to the treatment plant. In other words, there is no clear judgment criteria or logic, such as that operating in this way is better for pump operation, or that selecting a particular unit for a certain type of inflow will help smooth out the inflow load to the final treatment plant, and human When attempting to operate a pump within the limited information processing capacity of the pump, it is extremely difficult to achieve optimal operation that achieves the above objectives.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、流域下水道における各ポンプ場の運用を
、手動による運転員の感覚的な操作で対応しようとする
と、一元的で安定な運転の確保、ひいては最適運転の保
証がないまま、今後増加してくる流入量に対して、運転
員の負担がますます大きくなるという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, if we attempt to operate each pump station in the basin sewerage system through manual and intuitive operation by operators, we will be able to ensure unified and stable operation, and even achieve optimal operation. There was a problem in that the burden on operators would become increasingly heavy as the inflow volume increased in the future without guaranteeing operation.

本発明の目的は、流域下水道の下水流量やポンプ運転の
プロセスを模擬したシミュレーションを活用することに
より、種々の運転条件下で、終末処理場流入負荷の平滑
化の度合が最大のものを最適なポンプ運転として運転員
に事前に報知して運転を支援することが可能な極めて信
頼性の高い流域ポンプ場運転支援装置を提供することに
ある。
The purpose of the present invention is to optimize the degree of smoothing of the inflow load to the final treatment plant under various operating conditions by utilizing simulations that simulate the sewage flow rate and pump operation process in the basin sewerage system. An object of the present invention is to provide an extremely reliable watershed pumping station operation support device that can notify an operator in advance of pump operation and support the operation.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明では、複数のポンプ
場と終末処理場とからなる流域下水道のポンプ運転を支
援する装置を、 シミュレーションに必要な各ポンプ場毎のポンプの使用
優先度、始動・停止水位、流入渠運用水位等の各種ポン
プ運転条件を設定する運転条件設定手段と、シミュレー
ション開始時に、各ポンプ場毎のポンプ井水位、流入渠
水位、ポンプ運転状態をプロセス値としてオンラインで
入力するプロセス値入力手段と、ポンプ運転による揚水
プロセス、流入量ゲート運用による管内貯留プロセス。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention uses a simulation to provide a device that supports pump operation of a basin sewer system consisting of a plurality of pumping stations and a final treatment plant. An operation condition setting means for setting various pump operation conditions such as pump usage priority, start/stop water level, inflow conduit operation water level, etc. for each pump station, and at the start of simulation, a pump well water level for each pump station, Process value input means for inputting inflow channel water level and pump operation status as process values online, pumping process by pump operation, and in-pipe storage process by inflow gate operation.

上流ポンプ場から下流ポンプ場への下水移送プロセス、
流域からの下水流入プロセスからなる流域下水道プロセ
スを、運転条件設定手段により設定されたポンプ運転条
件とプロセス値入力手段により入力されたプロセス値と
に基づいてシミュレーションする流域下水道プロセスシ
ミュレーション手段と、流域下水道プロセスシミュレー
ション手段によるシミュレーションの結果得られた終末
処理場流入量の時間変動の分散を、終末処理場への流入
負荷平滑度として演算する流入負荷平滑度演算手段と、
種々のポンプ運転条件に対して流入負荷平滑度演算手段
によりそれぞれ演算された流入負荷平滑度のうち、平滑
度の最も高いポンプ運転を最適運転として判定する最適
運転判定手段とを備えて構成している。
Sewage transfer process from upstream pumping station to downstream pumping station,
A basin sewerage process simulation means for simulating a basin sewerage process consisting of a sewage inflow process from a basin based on pump operating conditions set by an operating condition setting means and a process value input by a process value input means; Inflow load smoothness calculating means for calculating the variance of the time fluctuation of the final treatment plant inflow amount obtained as a result of simulation by the process simulation means as the inflow load smoothness to the final treatment plant;
Optimum operation determining means for determining the pump operation with the highest smoothness among the inflow load smoothness calculated by the inflow load smoothness calculation means for various pump operation conditions as the optimum operation. There is.

(作用) 従って、本発明の流域ポンプ場運転支援装置においては
、シミュレーションに必要な流域下水道の各ポンプ場毎
のポンプの使用優先度、始動・停止水位、流入渠運用水
位等の各種ポンプ運転条件が、運転条件設定手段により
設定されると共に、各ポンプ場毎のポンプ井水位、流入
渠水位、ポンプ運転状態が、プロセス値入力手段により
プロセス値として入力される。そして、流域下水道プロ
セスシミュレーション手段により、揚水プロセス。
(Function) Therefore, in the basin pumping station operation support device of the present invention, various pump operating conditions such as pump use priority, start/stop water level, inflow conduit operating water level, etc. for each pumping station of the basin sewer system required for simulation. are set by the operating condition setting means, and the pump well water level, inflow conduit water level, and pump operating state for each pumping station are input as process values by the process value input means. and the water pumping process by basin sewerage process simulation means.

管内貯留プロセス、下水移送プロセス、下水流入プロセ
スからなる流域下水道プロセスが、設定された運転条件
と入力されたプロセス値とを基にシミュレーションされ
る。さらに、シミュレーションで得られた終末処理場流
入量の時間変動の分散が、流入負荷平滑度演算手段によ
り終末処理場への流入負荷平滑度として演算され、種々
のポンプ運転条件に対して演算された流入負荷平滑度の
うち、平滑度の最も高いポンプ運転が最適運転として判
定される。
A basin sewerage process consisting of an in-pipe storage process, a sewage transfer process, and a sewage inflow process is simulated based on the set operating conditions and input process values. Furthermore, the variance of the time fluctuation of the final treatment plant inflow obtained through the simulation was calculated as the inflow load smoothness to the final treatment plant by the inflow load smoothness calculation means, and was calculated for various pump operating conditions. Among the inflow load smoothness, the pump operation with the highest smoothness is determined as the optimum operation.

(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明による流域ポンプ場運転支援装置の構
成例を示すブロック図である。すなわち、本実施例の流
域ポンプ場運転支援装置は、運転条件設定手段1と、プ
ロセス値入力手段2と、流域下水道プロセスシミュレー
ション手段3と、流入負荷平滑度演算手段4と、最適運
転判定手段5と、運転計画出力手段6とから構成してい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a basin pumping station operation support device according to the present invention. That is, the basin pumping station operation support device of this embodiment includes an operating condition setting means 1, a process value inputting means 2, a basin sewerage process simulation means 3, an inflow load smoothness calculating means 4, and an optimum operation determining means 5. and an operation plan output means 6.

ここで、運転条件設定手段1は、シミュレーションに必
要な各ポンプ場毎のポンプの使用優先度。
Here, the operating condition setting means 1 determines the pump use priority for each pump station necessary for the simulation.

始動・停止水位、流入渠運用水位等の各種ポンプ運転条
件を設定するものである。また、プロセス値入力手段2
は、シミュレーション開始時に、各ポンプ場毎のポンプ
井水位、流入渠水位、ポンプ運転状態をプロセス値とし
てオンラインで入力するものである。さらに、流域下水
道プロセスシミュレーション手段3は、ポンプ運転によ
る揚水プロセス、流入量ゲート運用による管内貯留プロ
セス、上流ポンプ場から下流ポンプ場への下水移送プロ
セス、流域からの下水流入プロセスからなる流域下水道
プロセスを、運転条件設定手段1により設定されたポン
プ運転条件とプロセス値入力手段2により入力されたプ
ロセス値とに基づいてシミュレーションするものである
This is used to set various pump operating conditions such as start/stop water level, inflow conduit operating water level, etc. In addition, the process value input means 2
At the start of the simulation, the pump well water level, inflow conduit water level, and pump operating status for each pumping station are input online as process values. Furthermore, the basin sewerage process simulation means 3 simulates a basin sewerage process consisting of a pumping process by pump operation, an in-pipe storage process by inflow gate operation, a sewage transfer process from an upstream pumping station to a downstream pumping station, and a sewage inflow process from the basin. , the simulation is performed based on the pump operating conditions set by the operating condition setting means 1 and the process values input by the process value inputting means 2.

一方、流入負荷平滑度演算手段4は、流域下水道プロセ
スシミュレーション手段3によるシミュレーションの結
果得られた終末処理場流入量の時間変動の分散を、終末
処理場への流入負荷平滑度として演算するものである。
On the other hand, the inflow load smoothness calculation means 4 calculates the variance of the time fluctuation of the final treatment plant inflow amount obtained as a result of the simulation by the basin sewerage process simulation means 3 as the inflow load smoothness to the final treatment plant. be.

また、最適運転判定手段5は、種々のポンプ運転条件に
対して流入負荷平滑度演算手段4によりそれぞれ演算さ
れた流入負荷平滑度のうち、平滑度の最も高いポンプ運
転を最適運転として判定するものである。さらに、運転
計画出力手段6は、最適運転判定手段5により最終的に
決定されたポンプ運転計画を出力するものである。
Further, the optimum operation determination means 5 determines the pump operation with the highest smoothness among the inflow load smoothness calculated by the inflow load smoothness calculation means 4 for various pump operation conditions as the optimum operation. It is. Further, the operation plan output means 6 outputs the pump operation plan finally determined by the optimum operation determination means 5.

第2図は、流域下水道プロセスシミュレーション手段3
の機能構成例を示すブロック図である。
Figure 2 shows the basin sewerage process simulation means 3.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration.

流域下水道プロセスは、ポンプ運転による揚水プロセス
と、流入量ゲート運用による管内貯留プロセスと、上流
から下流ポンプ場への下水移送プロセスと、流域からの
下水流入プロセスとからなっている。第2図は、単一の
ポンプ場の下水流量に注目して描いたものであり、これ
が流域の幹線に複数つながれば、流域下水道の上記全プ
ロセスを模擬したものとなる。
The basin sewerage process consists of a pumping process by pump operation, an in-pipe storage process by inflow gate operation, a sewage transfer process from upstream to downstream pumping stations, and a sewage inflow process from the basin. Figure 2 is drawn focusing on the sewage flow rate of a single pump station, and if multiple pump stations are connected to the main line of the basin, it will simulate all the above-mentioned processes of the basin sewage system.

まず、ポンプ運転による揚水プロセスは、ポンプ台数制
御7と、Q−H特性による吐出量演算8とから構成され
る。ポンプの台数制御としては、種々の論理のものがあ
るが、最も単純で一般的なものは、レベルスイッチ方式
である。これは、1金目、2台目、3台目、・・・、の
各金目運転の始動水位と停止水位を、あらかじめ設定し
ておく方式また、Q−H特性は、第3図に示すように吐
出量と全揚程との関係を示す機械特性であり、揚程が決
まれば吐出量が演算できる。
First, the water pumping process by pump operation consists of pump number control 7 and discharge amount calculation 8 based on QH characteristics. There are various logics for controlling the number of pumps, but the simplest and most common one is the level switch method. This is a method in which the starting water level and stopping water level for each of the 1st, 2nd, 3rd, etc. operations are set in advance.The Q-H characteristics are as shown in Figure 3. It is a mechanical characteristic that shows the relationship between the discharge amount and the total head, and once the head is determined, the discharge amount can be calculated.

次に、管内貯留プロセスは、流域下水道で流2を調節す
るため、ポンプ場流入渠ゲートを閉めて一時的に管渠内
に下水を貯えておくものである。
Next, the in-pipe storage process involves closing the pumping station inlet gate and temporarily storing sewage in the pipe in order to adjust the flow 2 in the drainage basin.

流入渠水位には、運用上の上限値があり、このためシミ
ュレーションでは、第4図に示すような貯留量と水位と
の関係(V−H)に基づいて水位更新9を行なう。
The inflow channel water level has an operational upper limit, so in the simulation, the water level is updated 9 based on the relationship (VH) between the storage amount and the water level as shown in FIG.

また、ポンプ場間の下水移送プロセスは、移送時間だけ
流量波形を遅らせることにより、下流ポンプ場に流入す
る流量を模擬できる。
Additionally, the sewage transfer process between pumping stations can simulate the flow rate flowing into the downstream pumping station by delaying the flow rate waveform by the transfer time.

さらに、流域からの下水流入プロセスは、幹線に流れ込
むその地域の生活排水や工場排水などであり、上流ポン
プ場から幹線を流下してくる下水量(送水量)に、この
量が加わって下流ポンプ場への流入量となる。この場合
、流域からの下水流入量は、季節や曜日の違いはあるも
のの、晴天時には第5図に示すように1日24時間の流
量変化パターンはほぼ安定しており、統計的に平均化し
た流入パターンを用いれば、シミュレーショによって流
入量更新10が行なえる。
Furthermore, the sewage inflow process from the basin is the local domestic wastewater, industrial wastewater, etc. flowing into the main line, and this amount is added to the amount of sewage flowing down the main line from the upstream pumping station (water supply amount), and the downstream pump This is the amount of inflow into the field. In this case, although there are differences in seasons and days of the week, the flow rate change pattern for 24 hours a day is almost stable during clear weather, as shown in Figure 5, and the sewage inflow from the basin is statistically averaged. If the inflow pattern is used, the inflow amount update 10 can be performed by simulation.

次に、以上のように構成した本実施例の流域ポンプ場運
転支援装置の作用について、第6図ないし第11図を用
いて説明する。
Next, the operation of the basin pumping station operation support device of this embodiment configured as described above will be explained using FIGS. 6 to 11.

まず、ポンプ運転条件としては、各ポンプ場毎に、 (a)ポンプ使用優先度 (b)ポンプ始動・停止設定水位 (c)流入量運用水位 を、あらかじめ何通りかを運転条件設定手段1により設
定する。
First, as for the pump operating conditions, for each pumping station, (a) pump usage priority, (b) pump start/stop setting water level, and (c) inflow operation water level are determined in advance by the operating condition setting means 1. Set.

次に、流域下水道プロセスシミュレーション手段3では
、ポンプ運転による揚水プロセス、流入量ゲート運用に
よる管内貯留プロセス、上流ポンプ場から下流ポンプ場
への下水移送プロセス、流域からの下水流入プロセスか
らなる流域下水道プロセスを、運転条件設定手段1によ
り設定されたポンプ運転条件とプロセス値入力手段2に
より入力されたプロセス値とに基づいてシミュレーショ
ンする。
Next, in the basin sewerage process simulation means 3, the basin sewerage process consists of a pumping process by pump operation, an in-pipe storage process by inflow gate operation, a sewage transfer process from the upstream pumping station to the downstream pumping station, and a sewage inflow process from the basin. is simulated based on the pump operating conditions set by the operating condition setting means 1 and the process values input by the process value inputting means 2.

すなわち、例えば当日の運転計画を現在時刻より1日分
立てようとする場合には、プロセス値入力手段2により
オンラインでプロセス値を入力する。このプロセス値と
しては、各ポンプ場毎に、(a)ポンプ井水位 (b)流入渠水位 (c)ポンプ運転状!!(始動か停止か)を入力する。
That is, for example, when attempting to set up the current day's operation plan for one day from the current time, process values are input online using the process value input means 2. As for this process value, for each pumping station, (a) pump well water level, (b) inflow conduit water level, and (c) pump operating status! ! (start or stop).

第6図は、ポンプ場A1の流入流量、第7図は流入渠水
位、第8図は揚水量、第9図はポンプ運転状況の1日2
4時間分のシミュレーション結果の例をそれぞれ示す図
である。この場合は、ポンプ台数制御は、レベルスイッ
チ方式で制御され、固定速で運転している。
Figure 6 shows the inflow flow rate of pumping station A1, Figure 7 shows the inflow channel water level, Figure 8 shows the amount of pumped water, and Figure 9 shows the pump operation status.
It is a figure which each shows the example of the simulation result for 4 hours. In this case, the number of pumps is controlled by a level switch system, and the pumps are operated at a fixed speed.

第10図は全ポンプ場の揚水量、すなわち送水量のパタ
ーンを示す図である。運転条件設定手段1による1つの
運転条件に対して、流域下水道プロセスシミュレーショ
ン手段3では、第10図に示すような一つのポンプ運転
パターンを出力する。
FIG. 10 is a diagram showing the water pumping amount of all pumping stations, that is, the pattern of the water supply amount. For one operating condition set by the operating condition setting means 1, the basin sewerage process simulation means 3 outputs one pump operating pattern as shown in FIG.

第10図の最下段は、終末処理場りに流入する下水量(
流入負荷)であり、第11図に拡大した図を示す。
The bottom row of Figure 10 shows the amount of sewage flowing into the final treatment plant (
Fig. 11 shows an enlarged view of the inflow load.

一般に、処理場での水処理系の効率を上げるため、処理
場への流入量の時間変化は小さい方がよい。理想的には
、第11図に示す波形がフラットになるのがよいが、上
流のポンプ場Cでの浸水回避やバッファとしての能力か
ら、どうしても流入負荷が変動してしまう。
Generally, in order to increase the efficiency of the water treatment system at a treatment plant, it is better to have a smaller temporal change in the amount of water flowing into the treatment plant. Ideally, the waveform shown in FIG. 11 would be flat, but the inflow load inevitably fluctuates due to the ability of the upstream pumping station C to avoid flooding and serve as a buffer.

従って、流入負荷平滑度演算手段4では、流入負荷平滑
度を演算する。この場合、平滑度の評価方法にはいくつ
かの方法があるが、ここでは1日の流入量の分散を指標
とする。すなわち、平滑度−Σ (Q、、、−Qlfl
(t)) 2により、シミュレーションの結果得られた
終末処理場流人量の時間変動の分散を、終末処理場への
流入負荷平滑度として演算する。
Therefore, the inflow load smoothness calculation means 4 calculates the inflow load smoothness. In this case, there are several methods for evaluating the smoothness, but here we use the variance of the daily inflow amount as an index. That is, the smoothness −Σ (Q, , , −Qlfl
(t)) 2, the variance of the time fluctuation of the amount of people flowing into the final treatment plant obtained as a result of the simulation is calculated as the smoothness of the inflow load to the final treatment plant.

ただし、 Q、、、:1日の平均処理場流入ffi(m’/H)Q
+、、(t):時刻tでの処理場流入ffi(m3/H
)(1)式の時間刻みは、最小はシミュレーション計算
と同一の1分間隔でとることができる。
However, Q,,,: Average daily treatment plant inflow ffi (m'/H)Q
+, , (t): Treatment plant inflow ffi (m3/H
) The time increments in equation (1) can be set at the minimum interval of 1 minute, which is the same as in the simulation calculation.

次に、以上のようにして流入負荷平滑度演算手段4で演
算された流入負荷平滑度に対して、最適運転判定手段5
では、ポンプ運転条件の組み合わせの中で最も平滑度の
高い運転を最適運転と判断し、運転計画出力手段6に出
力する。ここで、平滑度の高い運転とは、単純には(1
)式の平滑度が最小のものでよい。そして、最適運転判
定手段5により最終的に決定されたポンプ運転計画が、
運転計画出力手段6により出力されることになる。
Next, the optimal operation determination means 5 calculates the inflow load smoothness calculated by the inflow load smoothness calculation means 4 as described above.
Then, the operation with the highest smoothness among the combinations of pump operation conditions is determined to be the optimum operation, and is output to the operation plan output means 6. Here, highly smooth operation simply means (1
) has the minimum smoothness. Then, the pump operation plan finally determined by the optimum operation determination means 5 is
It will be outputted by the operation plan output means 6.

上述したように、本実施例の流域ポンプ場運転支援装置
は、シミュレーションに必要な各ポンプ場毎のポンプの
使用優先度、始動・停止水位、流入渠運用水位等の各種
ポンプ運転条件を設定する運転条件設定手段1と、シミ
ュレーション開始時に、各ポンプ場毎のポンプ井水位、
流入渠水位。
As described above, the basin pump station operation support device of this embodiment sets various pump operation conditions such as pump use priority, start/stop water level, and inflow conduit operation water level for each pump station necessary for simulation. Operation condition setting means 1, the pump well water level for each pump station at the start of the simulation,
Inlet water level.

ポンプ運転状態をプロセス値としてオンラインで入力す
るプロセス値入力手段2と、ポンプ運転による揚水プロ
セス、流入量ゲート運用による管内貯留プロセス、上流
ポンプ場から下流ポンプ場への下水移送プロセス、流域
からの下水流入プロセスからなる流域下水道プロセスを
、運転条件設定手段1により設定されたポンプ運転条件
とプロセス値入力手段2により入力されたプロセス値と
に基づいてシミュレーションする流域下水道プロセスシ
ミュレーション手段3と、流域下水道プロセスシミュレ
ーション手段3によるシミュレーションの結果得られた
終末処理場流入量の時間変動の分散を、終末処理場への
流入負荷平滑度として演算する流入負荷平滑度演算手段
4と、種々のポンプ運転条件に対して流入負荷平滑度演
算手段4によりそれぞれ演算された流入負荷平滑度のう
ち、平滑度の最も高いポンプ運転を最適運転として判定
する最適運転判定手段5と、最適運転判定手段5により
最終的に決定されたポンプ運転計画を出力する運転計画
出力手段6とから構成したものである。
A process value input means 2 for inputting the pump operation status as a process value online, a pumping process by pump operation, an in-pipe storage process by inflow gate operation, a sewage transfer process from an upstream pumping station to a downstream pumping station, and sewage from a basin. A basin sewerage process simulation means 3 that simulates a basin sewerage process consisting of an inflow process based on the pump operating conditions set by the operating condition setting means 1 and the process values input by the process value input means 2; An inflow load smoothness calculation means 4 calculates the variance of the time fluctuation of the inflow amount of the final treatment plant obtained as a result of the simulation by the simulation means 3 as the smoothness of the inflow load to the final treatment plant, and The optimum operation determination means 5 determines the pump operation with the highest smoothness among the inflow load smoothness calculated by the inflow load smoothness calculation means 4 as the optimum operation, and the optimum operation determination means 5 finally determines the pump operation. and an operation plan output means 6 for outputting the pump operation plan.

従って、本流域ポンプ場運転支援装置を用いることによ
り、種々のポンプ運転条件下でのポンプ運転状態や、下
水流量の時間変化を事前に知ることができ、運転員がそ
の日の運転方法や計画を立てるのを大いに支援すること
が可能となる。また、終末処理場りへの流入量の平滑化
の観点で最適な運転の組み合わせを自動的に探索するこ
とができ、従来では運転員側々によってまちまちであっ
た運転の一元化を図ることが可能となる。
Therefore, by using this basin pump station operation support device, it is possible to know in advance the pump operating status under various pump operating conditions and the temporal change in sewage flow rate, allowing operators to plan the operation method and plan for the day. It will be possible to greatly support the establishment. In addition, it is possible to automatically search for the optimal combination of operations from the perspective of smoothing the amount of inflow to the final treatment plant, making it possible to unify operations that previously varied depending on the operator. becomes.

[発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、流域下水道の下水
流量やポンプ運転のプロセスを模擬したシミュレーショ
ンを活用するようにしたので、種々の運転条件下で、終
末処理場流入負荷の平滑化の度合が最大のものを最適な
ポンプ運転として運転員に事前に報知して運転を支援す
ることが可能な極めて信頼性の高い流域ポンプ場運転支
援装置が提供できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a simulation that simulates the sewage flow rate and pump operation process in the drainage basin is utilized, so the inflow load to the final treatment plant can be calculated under various operating conditions. It is possible to provide an extremely reliable watershed pumping station operation support device that can notify the operator in advance that the pump operation with the maximum degree of smoothing is the optimum pump operation and support the operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による流域ポンプ場運転支援装置の一実
施例を示すブロック図、 第2図は同実施例における流域下水道プロセスシミュレ
ーション手段の機能構成例を説明するためのブロック図
、 第3図はQ−H特性の一例を示す図、 第4図は貯留量−水位関係との関係例を示す図、第5図
は流域における下水流入量パターンの曜日による違いを
説明するための図、 第6図は流入流量についての流域下水道プロセスシミュ
レーションの結果例を示す図、第7図は流入渠水位につ
いての流域下水道プロセスシミュレーションの結果例を
示す図、第8図は揚水量(送水jl)についての流域下
水道プロセスシミュレーションの結果例を示す図、第9
図はポンプ運転台数についての流域下水道プロセスシミ
ュレーションの結果例を示す図、第10図は全ポンプ場
送水量パターンについての流域下水道プロセスシミュレ
ーションの結果例を示す図、 第11図は終末処理場流入流量についての流域下水道プ
ロセスシミュレーションの結果例を示す図、 第12図は流域下水道の一例を具体的に示す幹線図であ
る。 l・・運転条件設定手段、2・・・プロセス値入力手段
、3・・・流域下水道プロセスシミュレーション手段、
4・・・流入負荷平滑度演算手段、5・・・最適運転判
定手段、6・・・運転計画出力手段。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 吐出lit [m3/min] 第3図 流入流量 [M3/MIN) 流入渠水位 (TPM〕 揚水量 時刻(時) 第9図 黒人流量 第12図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the basin pumping station operation support device according to the present invention; Fig. 2 is a block diagram illustrating an example of the functional configuration of the basin sewerage process simulation means in the same embodiment; Fig. 3; Figure 4 is a diagram showing an example of the Q-H characteristic, Figure 4 is a diagram showing an example of the relationship between storage volume and water level, Figure 5 is a diagram explaining the difference in sewage inflow pattern depending on the day of the week in the basin, Figure 6 shows an example of the results of basin sewerage process simulation for inflow flow rate, Figure 7 shows an example of the results of basin sewerage process simulation for inflow culvert water level, and Figure 8 shows an example of the results of basin sewerage process simulation for inflow water level. Figure 9 showing example results of basin sewerage process simulation
Figure 10 shows an example of the results of basin sewerage process simulation for the number of pumps in operation, Figure 10 shows an example of the results of basin sewerage process simulation for all pumping station water flow patterns, and Figure 11 shows the final treatment plant inflow flow rate. Fig. 12 is a main line diagram specifically showing an example of a basin sewerage process. 1. Operating condition setting means, 2. Process value input means, 3. Basin sewerage process simulation means,
4... Inflow load smoothness calculation means, 5... Optimal operation determination means, 6... Operation plan output means. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Discharge lit [m3/min] Figure 3 Inflow flow rate [M3/MIN] Inflow channel water level (TPM) Pumping amount time (hours) Figure 9 Black flow rate Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数のポンプ場と終末処理場とからなる流域下水道のポ
ンプ運転を支援する装置において、シミュレーションに
必要な前記各ポンプ場毎のポンプの使用優先度、始動・
停止水位、流入渠運用水位等のポンプ運転条件を設定す
る運転条件設定手段と、 シミュレーション開始時に、前記各ポンプ場毎のポンプ
井水位、流入渠水位、ポンプ運転状態をプロセス値とし
てオンラインで入力するプロセス値入力手段と、 ポンプ運転による揚水プロセス、流入渠ゲート運用によ
る管内貯留プロセス、上流ポンプ場から下流ポンプ場へ
の下水移送プロセス、流域からの下水流入プロセスから
なる流域下水道プロセスを、前記運転条件設定手段によ
り設定されたポンプ運転条件と前記プロセス値入力手段
により入力されたプロセス値とに基づいてシミュレーシ
ョンする流域下水道プロセスシミュレーション手段と、
前記流域下水道プロセスシミュレーション手段によるシ
ミュレーションの結果得られた終末処理場流入量の時間
変動の分散を、終末処理場への流入負荷平滑度として演
算する流入負荷平滑度演算手段と、 前記種々のポンプ運転条件に対して前記流入負荷平滑度
演算手段によりそれぞれ演算された流入負荷平滑度のう
ち、平滑度の最も高いポンプ運転を最適運転として判定
する最適運転判定手段と、を備えて成ることを特徴とす
る流域ポンプ場運転支援装置。
[Scope of Claims] In a device that supports pump operation of a basin sewer system consisting of a plurality of pumping stations and a final treatment plant, the pump usage priority, start-up and
An operating condition setting means for setting pump operating conditions such as a stop water level and an inlet culvert operating water level, and an online input of the pump well water level, inlet culvert water level, and pump operating status for each pump station as process values at the start of the simulation. Process value input means and a basin sewerage process consisting of a pumping process by pump operation, an in-pipe storage process by operating an inlet gate, a sewage transfer process from an upstream pumping station to a downstream pumping station, and a sewage inflow process from a basin, under the above operating conditions. Basin sewerage process simulation means for simulating based on the pump operating conditions set by the setting means and the process values input by the process value input means;
an inflow load smoothness calculation means for calculating the variance of the time fluctuation of the inflow amount of the final treatment plant obtained as a result of the simulation by the basin sewerage process simulation means as the inflow load smoothness to the final treatment plant; and the various pump operations. Optimum operation determining means for determining, as the optimum operation, the pump operation with the highest smoothness among the inflow load smoothness calculated by the inflow load smoothness calculation means for the conditions, respectively. Basin pumping station operation support equipment.
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