自動控制理論在信息技術的推動下進一步成熟和發(fā)展，逐步實現(xiàn)了智能控制，而隨著相關研究的持續(xù)進行，自動控制理論的應用前景將更加廣闊?！端畮煨畔⒒こ绦录夹g研究與實踐》一書以水庫工程為平臺，以自動控制理論為基礎對水庫工程信息化建設進行了系統(tǒng)闡述，具體包括水庫自動測報系統(tǒng)開發(fā)、水庫實時洪水調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)、水庫信息管理中心系統(tǒng)開發(fā)、水庫水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)等，能夠為現(xiàn)實的水庫工程信息化建設提供借鑒和指導。

基于該書內(nèi)容，可以總結(jié)自動控制理論在水庫工程信息化建設中的應用場景主要包括以下幾方面：第一，數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集追求高效和精確，才能為數(shù)據(jù)的良好應用打下基礎，而要想實現(xiàn)這一目標，關鍵在于優(yōu)化數(shù)據(jù)采集的技術和方法。自動控制理論能為此提供助力，推動數(shù)據(jù)采集技術展現(xiàn)“自動化”特征。相較于傳統(tǒng)的人工觀測和記錄的數(shù)據(jù)采集方式，自動化數(shù)據(jù)采集不僅效率高，而且能有效避免人為因素的干擾，使所采集數(shù)據(jù)的準確性和可靠性更高。依據(jù)自動控制理論，傳感器、監(jiān)測儀表等自動化設備的引入，可以實現(xiàn)對水庫關鍵參數(shù)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，比如水庫的水位、流量、水溫、水質(zhì)等。這些自動化設備在運行時應科學設置采樣頻率，確保所收集的數(shù)據(jù)實時覆蓋水庫所有時段，除此之外，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也要能夠與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相聯(lián)通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)哪康?。隨著時代發(fā)展，智能控制系統(tǒng)逐步得到開發(fā)。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集方面具備更高的自動化和智能化水平，智能化表現(xiàn)為該系統(tǒng)能自動識別環(huán)境條件和測量需求，以及自動調(diào)整采樣頻率和測量精度，提高數(shù)據(jù)采集效率和準確性。第二，模型構(gòu)建。自動控制理論主要在“系統(tǒng)” 和“反饋” 兩個方面發(fā)揮作用，兩者同時以構(gòu)建模型為前提。具體到水庫工程信息化建設中，“系統(tǒng)”層面可通過數(shù)學建模來構(gòu)建水庫動態(tài)模型。該模型能夠綜合考慮水庫的水位、流量、入庫水量、蒸發(fā)量等因素，成為水庫蓄水、防洪、調(diào)節(jié)的重要依據(jù)，除此之外，外界因素也會被考量，如水庫與下游河流關系、水庫與周邊環(huán)境關系等，從而全面反映水庫的運行狀態(tài)和變化過程。這一過程離不開相關算法和控制策略的支持，這也是模型參數(shù)估計和校準的必要條件，能確保模型的準確性和可靠性?！胺答仭睂用嬷饕非竽Ｐ偷膶崟r性和動態(tài)性。通過引入實時數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，可以將實時數(shù)據(jù)輸入模型，實現(xiàn)模型的動態(tài)更新和實時預測，為水庫工程信息化建設和運行管理提供及時有效的支持。模型“反饋”作用的強化要強調(diào)模型的魯棒性和穩(wěn)定性，通過引入魯棒控制策略和方法，可以確保模型在面對各種復雜情況和干擾時，仍保持穩(wěn)定性和可靠性。第三，風險控制。自動控制理論通過構(gòu)建水庫工程的風險評估模型，能夠全面識別和分析水庫工程運行過程中可能面臨的各種風險。這些風險包括但不限于水庫大壩的裂縫、滲流、滑坡等結(jié)構(gòu)風險，以及水庫調(diào)度不當引發(fā)的洪水、干旱等運營風險。基于風險評估模型，可以對風險進行定性和定量分析，評估風險的發(fā)生概率和可能造成的后果，為風險防控提供決策依據(jù)。在風險控制方面，自動控制理論為水庫工程提供了智能監(jiān)控和預警系統(tǒng)。通過引入傳感器、攝像頭等感知設備，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測水庫工程的運行狀態(tài)和關鍵參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況或潛在風險，系統(tǒng)就能夠自動觸發(fā)預警機制，及時向管理部門發(fā)送預警信息，提醒管理人員采取相應的風險控制措施。此外，自動控制理論還為水庫工程提供了智能調(diào)度和優(yōu)化決策支持。通過構(gòu)建水庫調(diào)度模型，系統(tǒng)能夠綜合考慮水庫的蓄水、供水、防洪等多重目標，以及水庫與上下游河流、水庫與周邊環(huán)境的關系，制定最優(yōu)調(diào)度方案。這種智能調(diào)度方式不僅能夠確保水庫工程的安全運行，而且能提高水庫的綜合效益和可持續(xù)發(fā)展能力。第四，系統(tǒng)升級。自動控制理論為水庫工程信息系統(tǒng)的升級提供了理論框架。水庫工程信息系統(tǒng)的升級涉及多個方面，包括硬件設備更新、軟件系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)處理能力提升等。自動控制理論為這些方面的升級提供了統(tǒng)一的理論框架，確保了升級過程的系統(tǒng)性和協(xié)調(diào)性。自動控制理論為水庫工程信息系統(tǒng)的升級提供了優(yōu)化算法和控制策略。在信息系統(tǒng)升級過程中，需要綜合考慮各種因素，如系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、效率等。自動控制理論的優(yōu)化算法和控制策略能夠幫助我們找到最優(yōu)升級方案，確保升級后的系統(tǒng)更加高效、穩(wěn)定、可靠。自動控制理論還注重水庫工程信息系統(tǒng)的實時性和動態(tài)性。在信息系統(tǒng)升級過程中，需要引入實時數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時更新和動態(tài)監(jiān)測。自動控制理論為我們提供了進行實時數(shù)據(jù)處理和分析的方法，確保升級后的系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映水庫工程的運行狀態(tài)和變化過程。

作者簡介：毛顯斌（１９７３—），男，甘肅金昌人，金昌市水務投資有限責任公司高級工程師，研究方向為水庫工程建設