[發明專利]一種基于地統計空間分析理論的供水管網無監測節點壓力確定方法

有效

• 申請號: 201310644630.8
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103617563A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 龍天渝;王海娟;杜坤;劉佳;常麗娟;周德柱;肖星;趙廣
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種基于地統計空間分析理論的供水管網無監測節點壓力確定方法，其特征在于：選取供水管網水源泵站節點及其它帶有壓力監測設備的節點的壓力作為已知壓力，然后基于已知節點壓力采用泛克里格插值法對無監測節點壓力進行插值計算，從而得到供水管網無監測點的節點壓力；插值計算時，用節點間壓力的相對變化替代泛克里格插值法中的歐氏距離。

2.根據權利要求1所述的供水管網無監測節點壓力確定方法，其特征在于：供水管網無監測節點壓力確定的具體步驟為：

1）節點之間關系大小的表征：

利用供水管網的設計參數計算所有節點間壓力的相對變化，用設計壓力相對變化大小表征兩個節點空間之間的關系；

2)?泛克里格插值法變異函數的求?。?/p>

以水源泵站監測節點為起點，根據第1）步所得，將其它監測節點與水源泵站監測節點間的相對壓力變化量從小到大排序，并按變異函數定義求取變異函數值；以相對距離為橫坐標，變異函數值為縱坐標，在直角坐標系中描繪其兩者之間的關系曲線；與變異函數理論模型圖形相比較，選用相似的理論模型并通過最小二乘法進行擬合，從而確定變異函數；

3)將第1）步的壓力相對變化代入第2）步得到的變異函數，求得所有節點之間的變異函數值；

4)?在泛克里格插值過程中，各節點的壓力跟該節點與水源泵站節點之間的相對壓力變化有關，設該節點的壓力函數為：????????????????????????????????????????????????；

其中：x為所求節點與水源泵站節點的相對壓力變化；和為函數系數，其中；；、為所求權系數；為已知監測節點數；

5)?確定泛克里格插值方程中的變異函數矩陣和變異函數向量；其中變異函數矩陣中的各節點之間的變異函數值由第3）步可得；

6)?計算矩陣方程；求變異函數矩陣的逆矩陣，取=0和1分別進行矩陣計算，得到系數和的權系數向量、；

7)?將權系數向量、代入；求得節點壓力函數系數和的值，則節點壓力函數確定；

8)?由步驟1）可得供水管網中各個無監測節點與水源泵站節點的相對壓力變化x，將x代入節點壓力函數中，即可計算出各個無監測節點壓力值。

3.根據權利要求2所述的供水管網無監測節點壓力確定方法，其特征在于：步驟1）中節點間壓力的相對變化按如下方法獲得：假定管網在T時刻的總用水量，按面積比流量法進行流量分配獲得管網中各個節點在T時刻的模擬用水量；以供水管網中各個節點模擬用水量、設計管長、管徑、管道摩擦系數為已知條件，采用有限差分法求得矩陣，

，

其中，為管網節點流量的變化對其所有節點壓力的影響；

將矩陣中的各列分別除以其對應的對角線元素即可轉化為相對的壓力變化矩陣，?，

矩陣的第i行、第j列元素表示節點i和節點j之間的相對的壓力變化。

4.根據權利要求2所述的供水管網無監測節點壓力確定方法，其特征在于：根據描繪出的關系曲線與變異函數理論模型圖形的比較以及供水管網水力特性，所述變異函數理論模型選取球狀模型,其協方差變異函數為

其中：為給水管網中已知壓力節點之間的相對壓力變化；

?為套合結構模型的塊金值；

?為套合結構模型的變程；

?為套合結構模型的偏基臺值；

為套合結構模型的基臺值；

根據已知監測節點的壓力，采用最小二乘法得出上述函數中的系數。