学习暴雨雨水滞留池的安全最优控制策略
系统与控制
2021-04-27 v1 系统与控制
摘要
暴雨雨水滞留池用于管理城市区域降雨径流向附近溪流的排放。其目的在于减少受纳水体的水力冲击与沉积物负荷。滞留池目前基于静态控制设计：池塘的出流被限制为固定值。这相对于当前基础设施容量并非最优，且对于某些滞留池甚至可能违反欧洲水框架指令设定的现行法规。我们应用形式化方法综合（即自动推导）一个安全且最优的主动控制器。我们将暴雨雨水滞留池，包括城市汇水区与降雨预报，建模为混合马尔可夫决策过程。随后，我们使用工具Uppaal Stratego综合一种控制策略，在保障滞留池无紧急溢流（安全性）的同时最小化与污染相关的代价（最优性）。对一个现有池塘的仿真结果表明，Uppaal Stratego能够学习到防止紧急溢流的最优策略，而当前静态控制并非总能防止其发生。同时，我们的方法可在低降雨期改善沉积。
引用
@article{arxiv.2104.12509,
title = {Learning Safe and Optimal Control Strategies for Storm Water Detention Ponds},
author = {Martijn A. Goorden and Kim G. Larsen and Jesper E. Nielsen and Thomas D. Nielsen and Michael R. Rasmussen and Jiri Srba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.12509},
year = {2021}
}
备注
Accepted for the IFAC Conference on Analysis and Design of Hybrid Systems 2021. Full paper version