(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210865335.4 (22)申请日 2022.07.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114925554 A (43)申请公布日 2022.08.19 (73)专利权人 山东省地质矿产勘查 开发局八〇 一水文地质工程 地质大队 （山 东 省地矿工程勘察院） 地址 250014 山东省济南市历下区经十路 13632号 (72)发明人 张云峰　李常锁　林广奇　邢立亭　 高帅　孙斌　张文强　 (74)专利代理 机构 北京中索 知识产权代理有限 公司 11640 专利代理师 刘洁(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (56)对比文件 CN 111161415 A,2020.0 5.15 CN 113075381 A,2021.07.0 6 AU 2020102748 A4,2020.12.10 审查员 李楠楠 (54)发明名称 一种北方岩溶发育带地下水补给径流区污 染控制模拟方法 (57)摘要 本发明公开一种北方岩溶发育带地下水补 给径流区污染控制模拟方法， 涉及控制技术领 域， 解决的技术问题是地下水补给径 流区污染控 制模拟， 以提高污染源控制能力。 本发明采用以 下技术方案步骤一、 通过仿真平台输入北方岩溶 发育带地下水补给径流区污染的区域数据信息； 步骤二、 根据北方岩溶发育带地下水补给径流区 污染区域数据信息提取污染信息， 并通过计算模 型计算污染信息； 步骤三、 根据北方岩溶发育带 地下水补给径流区污染区域数据信息； 步骤四、 通过施密特正交管控算法验证北方岩溶发育带 地下水补给径 流区污染控制模拟 。 本发明大大提 高了北方岩溶发育带地下水补给径流区污染控 制能力和仿真能力。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 114925554 B 2022.10.21 CN 114925554 B 1.一种北方岩溶发育带地下水补给径流区污染控制模拟方法， 其特征在于： 包括以下 方法： 步骤一、 通过仿真平台输入北方岩溶发育带地下水补给径流区污染的区域数据信息、 地质数据信息、 污染物数据信息、 污染源数据信息和位置信息， 搭建模拟平台， 将北方岩溶 发育带地下 水补给径流区污染信息 输入仿真平台实现污染信息模拟； 步骤二、 根据北方岩溶发育带地下水补给径流区污染区域数据信息提取污染信息， 并 通过计算模型计算污染信息， 在计算模块中施加外界因素干扰参数， 以仿真外界数据信息 环境信息； 步骤三、 根据北方岩溶发育带地下水补给径流区污染区域数据信息， 在Simulink中建 立控制模块模型并离线仿真， 分析 北方岩溶发育带地下 水补给径流区污染原因； 步骤四、 通过施密特正交管控算法验证北方岩溶发育带地下水补给径流 区污染控制模 拟； 仿真平台包括dSPACE实时仿真系统、 上位机、 控制器及信息数据库， 其中控制器分别与 dSPACE实时仿真系统、 上位机和信息数据库连接； dSPACE实时仿真系统基于MATLAB或者 Simulink平台实现北 方岩溶发育带地下 水补给径流区污染数据信息的模拟仿真； 信息模拟的方法为： （1） 在Simulink环境中构建污染控制模型和污染源数据信息， 并对北方岩溶发育带地 下水补给径流区污染数据信息离线仿真， 通过调整控制策略和数据参数， 改变数据信参数， 进而改变模拟结果； （2） 设置dSPACE实时仿真系统测试所需的通讯接口， 在Simulink中启动数据程序， 数据 程序利用RTI 拖放操作进行I/O接口设置； （3） 使用RTW  Build功能编译生成北方岩溶发育带地下水补给径流区污染区域数据信 息、 地质数据信息、 污染物数据信息、 污染源数据信息和位置信息相应的代码； （4） 在Co ntrolDesk软件中设置不同数据信息的采集界面； （5） 通过北方岩溶发育带地下水补给径流区信息仿真的结果判断是否需要修改控制策 略， 当需要修改时， 返回第一 步， 重新进行操作， 当不需要修改时， 则进行 下一步； 计算模型包括污染信息提取模块、 污染信息分解模块、 关联分析模块和控制策略输出 模块， 其中所述污染信息提取模块用于提取污染数据信息， 并将提取到的数据信息 分类， 污 染信息分解模块用于分解提取出的数据信息， 将提出的数据信息转换为信息点或者数据信 息分解隐含的数据含义， 所述关联分析模块用于将污染信息以及引起污染信息的各种因素 关联， 以分析造成污染原因， 控制策略输出模块用于输出造成污染信息的原因及 控制方案， 其中所述污染信息提取模块的输出端与污染信息分解模块的输入端连接， 污染信息 分解模 块的输出端与关联分析模块的输入端连接， 所述关联分析模块的输出端与控制策略输出模 块的输入端连接； 污染信息提取模块通过选择模块提取污染数据信息， 至少包括区域数据信息、 地质数 据信息、 污染物数据信息、 污染源数据信息或者 位置信息； 污染信息分解模块 通过小波变换方式或者模数转换实现数据信息的分解； 关联分析模块 通过随机矩阵将不同的数据信息关联起 来， 随机矩阵函数为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114925554 B 2         （1） 在公式 （1） 中， 表示随机矩阵函数， 表示影响北方岩溶发育带地下水补给径流区 污染的数据集合， 北方岩溶发育带地下水补给径流区输出的数据信 息， M表示影响北方 岩溶发育带地下水补给径流区污染的数据种类在矩阵中的行向量， N表示北方岩溶发育带 地下水补给径流区输出的数据信息 输出种类在矩阵中的行向量， 其中:       （2） 公式 （2） 中， 表示矩阵 的规模， 表示矩阵列向量，      （3） 通过公式 （1） ‑（3） 将影响北方岩溶发育带地下水补给径流区污染的数据集合和北方岩 溶发育带地下 水补给径流区输出的数据信息 输出种类数据信息关联起 来； 控制策略输出模块 根据关联分析模块计算的数据结果输出控制方案 。 2.根据权利要求1所述的一种北方岩溶发育带地下水补给径流区污染控制模拟方法， 其特征在于： 控制器为ARM+DSP双核处理器， ARM+DSP双核处理器设置有12通道的DMA控制 器， 3种16通道 A/D转换和2通道的12位D/A转换器。 3.根据权利要求1所述的一种北方岩溶发育带地下水补给径流区污染控制模拟方法， 其特征在于： 施密特正交管控算法工作方法为： 构建评估指标均值计算 函数， 函数为：  (4) 式(4)中， 表示北方岩溶发育带地下水补给径流区污染状态指标均值， T表示评估进 行周期， 表示北方岩溶发育带地下水补给径流区污染模拟仿真的环境参数， 表示污染 模拟仿真的评估系数； 通过建立正交化的评估矩阵将北方岩溶发育带地下水补给径流区污 染状态的指标进行信息交叠， 相互影响迭代过程 函数为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114925554 B 3