[發明專利]多消防流量測試工況約束下給水管網管道粗糙度校核方法

有效

• 申請號: 201110023432.0
• 申請日: 2011-01-20
• 公開（公告）號: CN102609602A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 周玉文;刁克功;翁窈瑤;付亞平;常勝昆;楊小艷;劉子龍;劉姍姍;王正吉;王昊;曾玉蛟;葉婉露
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種多消防流量測試工況約束下給水管網管道粗糙度校核方法，屬于市政工程技術領域。

背景技術

消防流量測試數據是給水管網粗糙度校核的重要依據。當具有多次消防流量測試數據時，傳統的粗糙度校核方法是把這些測試數據所對應的不同系統工況分別用水力模型模擬，并依次對這些工況進行反復校核，直到能夠獲得一組粗糙度結果，使得所有工況的實測數據與相應的模擬值之間的誤差能夠小于預先設定的誤差容限值。由于一次只能通過校核一個工況來獲得一組結果，且不能確定該結果能否同樣使其它工況滿足誤差要求，傳統方法只能通過反復修正的方式來得到滿足所有誤差要求的結果，因此效率很低，而且很有可能忽略最優結果。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種多消防流量測試工況約束下給水管網管道粗糙度校核方法。本方法將不同消防流量測試記錄所對應的系統工況分別保存至指定格式的文件中；再用專門開發的軟件工具一次性讀取所有文件，對按不同鋪設年代和管徑分組的管道進行校核；并參照水力計算模擬值與實測值的誤差，選取能夠滿足每一系統工況的誤差容限值，且所有工況的誤差的累加和最小的管道粗糙度值組合。由于本方法是把所有消防流量測試工況綜合考慮，通過分析所有能夠滿足各個工況誤差要求的粗糙度值組合，來最終確定校核結果；因此，整個校核過程只需要一次運行，無需反復修正，且避免了疏漏最優結果的可能。管道粗糙度校核是給水管網建模不可或缺的關鍵步驟，所以，本發明的應用前景非常大。

本發明的技術方案如下：

一種多消防流量測試工況約束下給水管網管道粗糙度校核方法，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

(1)收集消防流量測試記錄，并按測試地點和測試時間的不同進行分類；

(2)將給水管網中的管道按鋪設年代、管徑進行分組；給定每一組管道的粗糙度初值，并保存至管網水力模型中；

(3)用管網水力模型分別模擬消防流量測試記錄所對應的系統工況，并將模型數據分別保存至單獨的inp格式文件中，即每個系統工況對應一個inp格式文件；inp格式是給水管網水力建模軟件EPANET的標準輸入輸出文件。由于該軟件目前已經成為了此行業的標準，所以inp文件格式也因此成為了業界通用的文件格式。

(4)利用軟件工具進行下列步驟：

a.讀取所有inp格式文件；讀取完成后，每個inp文件被作為獨立的系統工況，用于管道粗糙度的校核；

b.給定管道粗糙度值的取值范圍，及其校核時所采用的步長增量；

c.給定每個系統工況的消防流量實測值和誤差容限值；

d.調用EPANET的水力計算引擎，對每個消防測試系統工況進行模擬；此步驟順序進行或者并行計算；

e.計算各個系統工況下模擬值與實測值的誤差；

f.依照步驟b給定的步長增量更新管道粗糙度值，重復步驟d和e，直至達到管道粗糙度取值范圍的界限為止；

g.選取能夠滿足每一系統工況的誤差容限值(滿足約束條件)，且所有工況的誤差的累加和最小(min?F)的管道粗糙度值組合，即滿足判定方式F及相應的約束條件，如下列各式所示；其中，管道粗糙度值組合指的是各個管道分組之間的粗糙度取值的排列組合。例如，假定整個管網的管道按步驟(3)和(4)b確定為可分為兩組，每組可能取值分別為100，90；則這兩組管道可能出現的不同粗糙度值組合為2²＝4個，即(100，100)，(100，90)，(90，100)，(90，90)；