[發(fā)明專利]一種海綿城市規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110147180.6
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112906950B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊宇;趙也;楊藝;翟艷云;譚永強;陳恒;彭楠;劉燕;洪凱;周晟;曾彬;陳志云
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市創(chuàng)環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0639;G06Q50/26
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

1.一種海綿城市規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，包括：

海綿設(shè)施確定模塊，用于根據(jù)設(shè)計規(guī)則從可選設(shè)施中選取適宜項目使用的海綿設(shè)施；

海綿模擬模型，用于基于選取的海綿設(shè)施，通過系統(tǒng)計算、場地計算、LID設(shè)施計算得出海綿模擬模型模擬結(jié)果；

海綿優(yōu)化評估模型，用于以優(yōu)化目標(biāo)及約束條件的組合作為優(yōu)化條件，基于離散搜索算法對海綿模擬模型進行優(yōu)化分析，得出最優(yōu)設(shè)計方案集；所述優(yōu)化目標(biāo)包括最少建設(shè)投資、最大徑流控制目標(biāo)、最大地表徑流污染控制目標(biāo)、最小污染物負荷、最小洪峰流量、最小運行維護費用；所述約束條件包括年徑流總量控制率、徑流污染控制率、洪峰流量、四個引導(dǎo)性指標(biāo)；所述四個引導(dǎo)性指標(biāo)包括綠色屋頂比例、下沉式綠地比例、透水鋪裝、不透水下墊面徑流控制比例；

最優(yōu)方案輸出模塊，用于以優(yōu)化分析報表形式輸出最優(yōu)設(shè)計方案集，供用戶選取適宜的優(yōu)化方案；

所述可選設(shè)施包括預(yù)設(shè)設(shè)施及自定義設(shè)施，所述預(yù)設(shè)設(shè)施包括綠色屋頂、藍色屋頂、生物滯留設(shè)施、透水鋪裝、下沉式綠地、滲透塘、滲透井、植被草溝、雨水桶、濕地；

所述預(yù)設(shè)設(shè)施根據(jù)占地面積、匯水面積、使用條件、地形要素規(guī)劃設(shè)計得到，所述自定義設(shè)施根據(jù)項目所在地的地理位置和氣候、資源能源秉賦、發(fā)展水平和規(guī)模、技術(shù)成熟度、區(qū)域性要求、經(jīng)濟技術(shù)特征要素規(guī)劃設(shè)計得到；

所述設(shè)計規(guī)則包括：

根據(jù)項目的地域特點選取海綿設(shè)施；根據(jù)用戶所需優(yōu)化目標(biāo)及約束條件，構(gòu)建設(shè)計方案；

所述海綿模擬模型包括系統(tǒng)計算模塊、場地計算模塊及LID設(shè)施計算模塊；

所述系統(tǒng)計算模塊用于計算單位時間內(nèi)的降雨量和蒸發(fā)量，將其作為所述場地計算模塊和LID設(shè)施計算模塊的輸入?yún)?shù)，待場地計算模塊和LID設(shè)施計算模塊運算完畢之后，將所述場地計算模塊和LID設(shè)施計算模塊的計算結(jié)果輸出至系統(tǒng)計算模塊的結(jié)果數(shù)據(jù)表；

所述場地計算模塊用于根據(jù)所述系統(tǒng)計算模塊提供的降雨和蒸發(fā)參數(shù)，計算場地內(nèi)透水面和不透水面的產(chǎn)匯流情況以及相應(yīng)的污染物累積和衰減情況，并統(tǒng)計匯總場地內(nèi)的LID設(shè)施的水文水質(zhì)數(shù)據(jù)，將統(tǒng)計好的結(jié)果輸出到場地結(jié)果數(shù)據(jù)表；

所述LID設(shè)施計算模塊用于根據(jù)所述系統(tǒng)計算模塊提供的降雨和蒸發(fā)參數(shù)，根據(jù)所述場地計算模塊提供的產(chǎn)匯流和污染物累積參數(shù)計算LID設(shè)施的水量水質(zhì)變化情況，并將結(jié)果輸出到LID匯報數(shù)據(jù)表；

所述海綿優(yōu)化評估模型包括費用計算函數(shù)模塊、約束函數(shù)模塊、優(yōu)化算法模塊、評估模塊、搜索群模塊，用于根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)和LID費用函數(shù)，以海綿模擬模型作為海綿優(yōu)化評估模型的評估器，得到最優(yōu)的LID配置方案；

所述費用計算函數(shù)模塊包括費用計算函數(shù)，也稱為目標(biāo)函數(shù)；

所述約束函數(shù)模塊包括約束函數(shù)，或稱約束條件；

所述優(yōu)化算法模塊用于優(yōu)化搜索，采用離散搜索算法進行參數(shù)率定；

所述評估模塊用于利用構(gòu)建的低影響開發(fā)設(shè)施水量水質(zhì)計算模擬模型對用戶構(gòu)建的LID設(shè)施設(shè)計方案進行水量水質(zhì)模擬，得到模擬后的結(jié)果，統(tǒng)計年徑流總量控制率、洪峰流量和徑流污染控制率；

所述搜索群模塊的搜索群為LID的數(shù)量、LID的類型、LID的規(guī)格三個層面的可能取值空間；

其中，目標(biāo)函數(shù)為評估方案中所有的LID設(shè)施的總體費用最小化；

其中：C_i為第i個LID設(shè)施的費用；C_all為所有LID設(shè)施的總費用；n為需要優(yōu)化的LID設(shè)施數(shù)量；

采用以下標(biāo)準(zhǔn)LID設(shè)施費用函數(shù)進行單個LID設(shè)施費用計算；

Cost＝(A_a×Aera^A_i)×(D_a×Depth^D_i)+LandCost×Area+FixCost

其中：Aa，Ai為面積系數(shù)；Da，Di為深度系數(shù)；Area，Depth分別為LID設(shè)施的面積和總深度；LandCost為單位面積土地價格；FixCost為其他費用；

所述約束條件包括年徑流總量控制率、徑流污染控制率、洪峰流量三大類；年徑流總量控制率包括總出流量、總?cè)霛B量、總滯蓄量、徑流控制率；洪峰流量包括最大出流流量、平均出流流量和洪峰削減率；徑流污染控制率包括出水污染物總負荷、最大出水污染物濃度、污染物負荷削減。