Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH HIỆN ĐẠI HÓA QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG TƯỚI

Ngành:

QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC (Mã số chuyên ngành: 62-62-30-01)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung giải quyết tính cấp thiết của việc hiện đại hóa quản lý vận hành (QLVH) các hệ thống tưới (HTT) tại Việt Nam, nơi hiệu quả khai thác còn thấp (chỉ đạt 65-80% so với thiết kế) và các phương pháp truyền thống chưa đáp ứng được yêu cầu quản lý đa mục tiêu trong bối cảnh cạnh tranh nguồn nước ngày càng gia tăng. Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất và xây dựng một mô hình QLVH HTT hiện đại, phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam, nhằm nâng cao hiệu quả toàn diện trong QLKT, vận hành và đảm bảo dịch vụ cung cấp nước chính xác, kịp thời, tin cậy, linh hoạt và công bằng.

Về ý nghĩa khoa học, luận án đã phát triển và bổ sung cơ sở lý luận, phương pháp luận cho việc mô hình hóa và giải bài toán lập kế hoạch QLKT “tối ưu” HTT dựa trên quy hoạch phi tuyến đa mục tiêu, quản lý vận hành theo số liệu quan trắc thực tế và ứng dụng công nghệ Internet, UMTS. Về ý nghĩa thực tiễn, sản phẩm nghiên cứu cung cấp bộ công cụ hỗ trợ các công ty QLKT công trình thủy lợi (CTTL) và phòng nông nghiệp đưa ra quyết định tối ưu về thời vụ, cơ cấu cây trồng, kế hoạch QLVH, góp phần sử dụng hiệu quả tài nguyên đất, nước, cây trồng và tiến tới tự động hóa QLVH từ xa, thúc đẩy công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp.

Những đóng góp mới bao gồm việc đề xuất mô hình HĐH QLVH HTT đầy đủ chức năng (quản lý nước, công trình, kinh tế), cơ sở khoa học cho bài toán QLKT “tối ưu” đa mục tiêu, phát triển công cụ giám sát, điều khiển từ xa qua Internet/di động, cải tiến công nghệ SCADA (IP Modem - RTU) với chi phí thấp (tiết kiệm 72-80%) và xây dựng nền tảng website (http://www.hiendaihoaqlvh.com) cho phép các công ty tự xây dựng trang web QLVH hiện đại. Kết quả ứng dụng tại HTT Phù Sa cho thấy mô hình giúp tiết kiệm 19,74% lượng nước tưới (tương đương 4,5 triệu đồng chi phí QLVH) và nâng cao năng suất cây trồng 7,3% trong vụ chiêm 2014, cùng với mức tiết kiệm nước trên 23% và tăng hệ số năng suất tương đối 8,25% qua các năm kiểm chứng khác.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
    • 1.1. Tính cấp thiết trong thực tiễn
    • 1.2. Tính cấp thiết về lý luận
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • 5. Những đóng góp mới của luận án
  • 6. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới
    • 1.1.1 Các công trình nghiên cứu về mô hình lập kế hoạch QLVH và GS&ĐK bán tự động
    • 1.1.2 Các công trình nghiên cứu về mô hình giám sát và điều khiển tự động từ xa (SCADA)
  • 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
  • 1.3 Định hướng nghiên cứu xây dựng, phát triển mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

• CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Nội dung nghiên cứu
  • 2.2 Phương pháp nghiên cứu
    • 2.2.1 Phương pháp mô hình hóa
      • 2.2.1.1 Mô hình hóa bài toán quản lý khai thác “tối ưu“ hệ thống tưới
      • 2.2.1.2 Mô hình hóa bài toán quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thực tế
    • 2.2.2 Phương pháp dự báo thích nghi các yếu tố khí tượng, thuỷ văn
    • 2.2.3 Phương pháp lập trình
    • 2.2.4 Phương pháp thí nghiệm, thực nghiệm

• CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1 Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình hiện đại hóa QLVH HTT
    • 3.1.1 Mô hình hóa bài toán lập kế hoạch quản lý khai thác "tối ưu”
      • 3.1.1.1 Mô hình hóa các hàm mục tiêu
      • 3.1.1.2 Các điều kiện ràng buộc
      • 3.1.1.3 Các biến (tham số) quyết định
      • 3.1.1.4 Các kết quả đầu ra
      • 3.1.1.5 Kết quả nghiên cứu phát triển và mở rộng thuật toán lập kế hoạch quản lý khai thác “tối ưu“ hệ thống tưới
      • 3.1.1.6 Kết quả xây dựng phần mềm lập kế hoạch quản lý khai thác “tối ưu”
    • 3.1.2 Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc (thời gian thực)
      • 3.1.2.1 Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ công cụ giám sát, cập nhật số liệu quan trắc thực tế
      • 3.1.2.2 Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ công cụ điều khiển hệ thống tưới tự động từ xa
    • 3.1.3 Kết quả nghiên cứu hiện đại hóa quản lý vận hành và giám sát, điều khiển hệ thống tưới thông qua mạng Internet và hệ thống viễn thông di động toàn cầu
      • 3.1.3.1 Trang web hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới
      • 3.1.3.2 Cơ sở dữ liệu trực tuyến
      • 3.1.3.3 Kết quả xây dựng giao diện giám sát, điều khiển và phần mềm hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới
      • 3.1.3.4 Kết quả nghiên cứu từng bước hiện đại hóa giám sát, điều khiển cho các HTT đang được quản lý vận hành bằng thủ công và giai đoạn quá độ tiến tới tự động hóa
    • 3.1.4 Kết quả nghiên cứu ứng dụng, phát triển công nghệ giám sát và điều khiển hệ thống tưới
      • 3.1.4.1 Kết quả phát triển, ứng dụng công nghệ giám sát và điều khiển HTT theo hướng truyền thông hiện đại và lựa chọn thiết bị GS&ĐK đi kèm hợp lý
      • 3.1.4.2 Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ công cụ thực hiện hiện đại hóa quản lý vận hành miễn phí cho các công ty QLKT CTTL
    • 3.1.5 Kết quả nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu trực tuyến phục vụ công tác quản lý các công trình trên hệ thống tưới
    • 3.1.6 Kết quả nghiên cứu cải tiến, phát triển bộ công cụ đánh giá hiệu quả quản lý khai thác và hỗ trợ chu trình nâng cao hiệu quả của hệ thống tưới
    • 3.1.7 Kết quả tổng hợp và liên kết các thành phần trong mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới
  • 3.2 Kết quả ứng dụng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành HTT
    • 3.2.1 Địa điểm ứng dụng mô hình
    • 3.2.2 Kết quả lập kế hoạch quản lý khai thác "tối ưu” hệ thống tưới Phù Sa (năm 2014)
      • 3.2.2.1 Các số liệu đầu vào
      • 3.2.2.2 Kết quả ứng dụng mô hình lập kế hoạch quản lý khai thác "tối ưu”
    • 3.2.3 Kết quả ứng dụng mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thực tế
    • 3.2.4 Kết quả ứng dụng công nghệ hiện đại hóa QLVH, GS&ĐK HTT thông qua mạng Internet và hệ thống viễn thông di động toàn cầu
      • 3.2.4.1 Kết quả ứng dụng website hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới http://www.hiendaihoaqlvh.com
      • 3.2.4.2 Kết quả ứng dụng giao diện giám sát, điều khiển và phần mềm hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới
    • 3.2.5 Kết quả ứng dụng, phát triển công nghệ giám sát và điều khiển hệ thống tưới
    • 3.2.6 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu trực tuyến phục vụ công tác quản lý các công trình trên hệ thống tưới Phù Sa
    • 3.2.7 Kết quả ứng dụng bộ công cụ đánh giá các chỉ số hiệu quả và hỗ trợ nâng cao hiệu quả quản lý khai thác HTT Phù Sa

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị